撰文 布雷特·什泰特卡（Bret Stetka）
翻譯 輔平萍
審校 梁锘
很多人都知道狗也會服用百憂解（一種治療抑郁的藥物）。我們還看到過患有精神病的犬類眼珠轉(zhuǎn)動的樣子。溺愛寵物的人（包括我自己）總以為它們也能患上各種心理疾病。實際上，科學(xué)研究也確實表明許多非人類動物會出現(xiàn)精神方面的病癥。比如，鳥類可能患上強迫癥；馬有時會出現(xiàn)病理性的強迫行為；海豚和鯨（尤其是那些囚禁在水族館里的）會自殘。當(dāng)你的寵物狗從窗口悲傷地望著你開著車離開，它可能患上了《精神錯亂診斷與統(tǒng)計手冊》所記載的分離焦慮癥?？茖W(xué)史學(xué)家兼《動物精神病》（Animal Madness）作者勞雷爾·布萊特曼（Laurel Braitman）在該書中寫道“任何有大腦的動物都有偶爾心智失控的可能?！?/p>
不過其他動物至少逃過了一種在人類社會普遍存在的精神類病癥，即影響了大約0.4%~1%成年人的精神分裂癥（schizophrenia）。盡管實驗室有動物思覺失調(diào)（psychosis，指的是出現(xiàn)無法分辨幻覺和現(xiàn)實的癥狀，可由精神分裂癥引發(fā)）模型，研究者也曾從籠中觀察到動物的怪異行為，但大多數(shù)專家都認(rèn)同思覺失調(diào)在其他物種中并不常見，而抑郁癥、強迫癥和焦慮癥已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)許多非人類物種中發(fā)現(xiàn)。
這就引出了另一個問題：為什么這種毀滅性的致命疾病仍在陰魂不散地纏著人類呢？從最近的大量研究中，我們得知導(dǎo)致精神分裂癥的最主要的原因還是遺傳因素。你或許會認(rèn)為，自然選擇理應(yīng)逐漸消除掉會導(dǎo)致思覺失調(diào)的基因。今年年初發(fā)表在《分子生物學(xué)與演化》（Molecular Biology and Evolution）上的一項研究為解答這樣一個問題提供了線索——人腦是怎樣產(chǎn)生了患上精神分裂癥的潛在可能的，并根據(jù)這個線索提出了可能的治療手段。研究結(jié)果表明，思覺失調(diào)可能是我們擁有具備復(fù)雜認(rèn)知能力的最強大腦所要付出的不幸代價。
人類基因組的研究熱點
西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院基因組學(xué)教授喬爾·杜德利（Joel Dudley）領(lǐng)導(dǎo)的研究表明，因為精神分裂癥在人類中相對常見，所以可能存在一個復(fù)雜的演化故事能夠解釋精神分裂癥為何一直保留在人類中未被自然選擇剔除，還有為什么只會出現(xiàn)在人類身上。杜德利和他的同事對人類基因組中的某個片段特別感興趣，該基因組是于2006年首次確認(rèn)的人類加速演化區(qū)（human accelerated region，HAR）。HAR是一小段DNA，其他物種的HAR保持不變，但人類的HAR則在我們與黑猩猩“分道揚鑣”之后經(jīng)歷了快速的演化，大概是因為它們?yōu)槿祟愄峁┝颂赜械囊嫣?。HAR本身并參與蛋白質(zhì)編碼，它主要幫助調(diào)節(jié)相鄰基因。在極大程度上，精神分裂癥和HAR表現(xiàn)為人類特有，因此，研究人員懷疑這兩者之間是否有可能存在關(guān)聯(lián)。
為了找出該關(guān)聯(lián)，杜德利和同事使用了從精神疾病基因組聯(lián)盟（Psychiatric Genomics Consortium）挑選的數(shù)據(jù)，這是一項鑒定與精神分裂癥相關(guān)的基因變體的大型研究。他們首先評估了與精神分裂癥相關(guān)的基因是否鄰近人類基因組中的HAR——是否會比完全隨機分布更靠近。結(jié)果顯示，這些基因確實接近HAR，這表明HAR起著調(diào)控那些導(dǎo)致精神分裂癥的基因的作用。而且，通過比較人類與黑猩猩的變化模式我們可以發(fā)現(xiàn)，相比其他精神分裂癥基因，與HAR關(guān)聯(lián)的精神分裂癥基因正承受著巨大的演化選擇壓力。該觀察結(jié)果意味著這些人類基因的變體從某種程度上說是非常必要的，盡管它們也蘊含著風(fēng)險。
為了弄清楚這些基因到底有何益處，杜德利的團隊求助于基因表達譜?；蛐蛄刑峁┝四硞€器官的基因組序列，但是基因表達譜則揭示了特定的基因是在何時何處激活的。杜德利團隊發(fā)現(xiàn)，與HAR關(guān)聯(lián)的精神分裂基因所在的基因組區(qū)域會影響前額葉皮質(zhì)中其他基因的表達，前額葉皮質(zhì)是位于額頭后面的一個大腦區(qū)域，參與高階思考。前額葉皮質(zhì)功能受損被認(rèn)為是導(dǎo)致思覺失調(diào)的原因。
他們還發(fā)現(xiàn)這些肇事基因參與了前額葉皮質(zhì)中的一系列關(guān)鍵人類神經(jīng)功能，包括神經(jīng)遞質(zhì)GABA（伽馬氨基丁酸）經(jīng)過突觸從一個神經(jīng)元到另一個神經(jīng)元的傳導(dǎo)。GABA主要通過抑制大腦某些部分的多巴胺來抑制或調(diào)節(jié)神經(jīng)活動。在精神分裂癥的情況下，GABA存在功能缺陷，多巴胺分泌失控，導(dǎo)致出現(xiàn)思覺失調(diào)常有的幻覺、錯覺和思想混亂。換句話說，精神分裂癥患者的大腦缺乏控制。
杜德利解釋說，“這項研究的最終目的是弄清楚演化是否能提供一個額外的視角，幫助我們研究精神分裂癥的基因構(gòu)造，進而能夠更好地理解和診斷疾病?！泵鞔_哪些基因與精神分裂癥的關(guān)系最為密切，以及它們是如何表達的，有助于研究更有效的療法，比如影響GABA功能的療法。
越大不一定越好
杜德利的發(fā)現(xiàn)可能解釋了為什么精神分裂癥首先發(fā)生在人類身上，而不是其他動物。他解釋說，“有研究顯示，人類語言的出現(xiàn)和精神分裂癥和孤獨癥的遺傳基礎(chǔ)有關(guān)?！睂嶋H上，語言功能缺陷（典型的表現(xiàn)是話語紊亂或多個話題間的跳躍性轉(zhuǎn)換）是精神分裂癥的特征之一，而GABA對說話、語言以及其他高階認(rèn)知有著至關(guān)重要的作用?！拔覀兊难莼治鲎罱K鎖定了GABA在前額葉皮質(zhì)中的功能，這樣的事實似乎講述了一個將精神分裂癥風(fēng)險與智能聯(lián)系到一起的大腦演化故事。
從另一方面看，原因也可能在于人腦有更多的機會出錯——復(fù)雜的、具有高度社交性的人類思維，以及為這些更高級的認(rèn)知能力提供基礎(chǔ)的復(fù)雜遺傳編碼：復(fù)雜的功能招致了復(fù)雜的功能缺陷。
杜德利小心謹(jǐn)慎地不去夸大他的研究工作所涉及的演化意義。他說，“有一點很重要，那就是要注意到我們的研究不是特地設(shè)計出來權(quán)衡演化的得失，但是我們的發(fā)現(xiàn)卻佐證了這樣的一個假說：人類擁有先進認(rèn)知能力可能要付出相應(yīng)的代價——更容易患上精神分裂癥。“他還承認(rèn)新的研究工作并沒有鑒定出任何“證據(jù)確鑿的基因”，精神分裂癥的遺傳學(xué)極為復(fù)雜。杜德利仍然覺得演化基因分析能夠幫助確定導(dǎo)致精神分裂癥和其他人類獨有精神疾病的重要基因和病理機制。人類獨有的精神疾病，也就是那些與高階認(rèn)知和GABA活動有關(guān)的神經(jīng)發(fā)育障礙，包括孤獨癥和注意力缺陷/多動癥。
實際上，3月在線發(fā)表于《分子精神病學(xué)》（Molecular Psychiatry）上的一項研究稱，和孤獨癥譜系障礙有關(guān)的基因變體在一般人群中與更好的認(rèn)知功能存在聯(lián)系，尤其是提高了認(rèn)知、記憶和語言智力功能。“研究表明，有些變體對認(rèn)知能力是有正面作用的，”愛丁堡大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)作者托尼-吉姆·克拉克（Toni-Kim Clarke）說。這些發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋為什么患有孤獨癥的人有時會展現(xiàn)出非凡的認(rèn)知天賦。
克拉克的發(fā)現(xiàn)支持了杜德利的推斷：獲得更高級的認(rèn)知能力或許要付出相應(yīng)代價。我們從靈長類表親中脫穎而出，我們的基因組（尤其是HAR）快速演化，賦予了我們不斷增強的潛能，而這些能力正是其他物種所沒有的。而在這樣的過程中，基因組可能會使我們的大腦易于出現(xiàn)偶發(fā)的復(fù)雜功能缺陷，但也使得我們有能力進行生物醫(yī)學(xué)研究，致力于有朝一日能治好有功能缺陷的大腦。
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