發(fā)布日期：2018-11-28
隨著人類生活方式的改變，睡眠問題越來越嚴重，也讓神經(jīng)精神疾病患病率顯著增加。有觀點認為，“只要活得夠長，每個人都會患上老年癡呆”。這些曾經(jīng)被認為只會困擾少部分人的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，可能成為每個人的“隱憂”。在近日舉行的香山科學會議上，多位專家對腦科學熱點問題展開了討論。
“連續(xù)失眠，睡不好覺，可能產(chǎn)生焦慮抑郁；但有時因壓力導致的焦慮抑郁，又會產(chǎn)生睡眠問題。”近日，中國科學院院士、浙江大學神經(jīng)生物學家段樹民在香山科學會議上接受科技日報記者采訪時表示，控制睡眠和控制情緒的兩個環(huán)路，能相互交叉影響，將來有可能找到只控制睡眠、不影響情緒的神經(jīng)中樞，或緩解睡眠障礙者、抑郁癥患者的癥狀。
“只有在睡眠后，我們神經(jīng)遞質(zhì)的代謝廢物才能通過血腦屏障被清除出大腦；如果睡眠不夠，這些神經(jīng)遞質(zhì)的代謝廢物在大腦中沉積，可能是精神疾病發(fā)病的原因。”中國科學院院士、北京大學第六醫(yī)院院長陸林表示，全球約有3億抑郁癥患者、5000萬癡呆癥患者、2300萬精神分裂癥患者，神經(jīng)精神疾病是造成全球疾病負擔的首要原因，需要加強腦功能和相關疾病的研究。
然而，目前人們對這類疾病的患病機理卻仍“摸不著頭腦”。為了將不同學科的研究力量集合起來，歐洲和美國先后啟動腦計劃研究項目；今年3月和5月，“北京腦科學中心”與“上海腦科學中心”相繼成立，中國腦計劃呼之欲出。通過綜合性平臺的建設，各國腦計劃大大提高了學科融合的力度。多位專家在這次香山科學會議上談到相關話題：我們究竟應該怎么研究大腦？目前的熱點是什么？還需要做什么？
難以準確評估，被忽視的“隱形”疾病
“很多抑郁癥被當成消化系統(tǒng)疾病在醫(yī)治。”陸林說，精神疾病不僅僅是腦部疾病，還可能是全身性疾病，代謝領域的教授可能有深刻的理解，精神疾病患者不單純是大腦出現(xiàn)紊亂，還會出現(xiàn)胃不舒服、心悸等，甚至可能被當成心臟問題，安裝支架。
“精神病不單是表現(xiàn)為瘋瘋癲癲的精神分裂癥，焦慮癥、抑郁癥都屬于精神疾病。”陸林說，但是精神疾病的識別率并不高，以抑郁癥的識別率為例，全球的診斷識別率為50%左右，而我國僅為20%左右。
識別率不高的一個重要原因是，其中的關聯(lián)難以通過明確的機制說明，精神、情緒受外界環(huán)境、心理變化等影響的因素太多，相互因果關系在基礎理論上并沒有確鑿的證據(jù)。例如，不能通過化驗某個確定的物質(zhì)濃度等方式，確診病癥。
“當前神經(jīng)疾病的診斷評估受限于心理篩查量表和醫(yī)生的主觀判斷。”中國科學院心理研究所研究員劉勛表示，很多精神疾病的臨床表現(xiàn)比較復雜，且多種精神疾病有相似的外顯臨床癥狀，現(xiàn)有方法不能進行精準區(qū)分。
“需要發(fā)展新型的認知量化評估工具。”劉勛介紹，大數(shù)據(jù)分析正在被應用于認知測試，通過采集大規(guī)模的心理行為結構化數(shù)據(jù)，用于構建評估工具、指標和模型。
難以準確評估是神經(jīng)系統(tǒng)疾病被“隱形”的一個原因，另一方面，人們對于該類疾病的錯誤認識和諱疾忌醫(yī)也導致介入治療經(jīng)常“姍姍來遲”。段樹民表示，人們對神經(jīng)系統(tǒng)疾病認識不足，很多人患病后并不會去尋求醫(yī)生的幫助。
“科學研究表明，神經(jīng)系統(tǒng)疾病也是由于腦中的物質(zhì)發(fā)生了變化，和其他病癥一樣有物質(zhì)基礎。”陸林表示，之前有些疾病找不到物質(zhì)變化的基礎，被稱為功能性疾病，但隨著分子生物學等的發(fā)展，人們意識到，神經(jīng)系統(tǒng)的疾病都是由于生命活動中的物質(zhì)變化引起的。
段樹民認為，改變“隱形”狀況的一個重要方面是加強科普，讓公眾認識到，很多神經(jīng)系統(tǒng)病患如早期干預是可以恢復到回歸社會正常生活的。
借助模式動物，難解人腦復雜奧秘
2016年，制藥巨頭禮來公司曾宣布其開發(fā)的老年癡呆癥藥物臨床試驗失敗。
模式動物上表現(xiàn)完美的藥品在臨床試驗用于人體治療時卻表現(xiàn)不穩(wěn)定，這表明對于大腦這個器官之王來說，人類大腦有著太多的不同，只在模式動物上進行試驗和研究很難了解其中錯綜復雜的奧秘。
“例如，我們已經(jīng)能夠做到對動物就一個很小的腦區(qū)進行精準控制，讓它睡就睡，讓它醒就醒，但是對人腦的控制卻無法做到精準。”段樹民告訴記者，大家認為大腦中的膠質(zhì)細胞只是提供營養(yǎng)物質(zhì)，像后勤部隊；而神經(jīng)元細胞則是主力作戰(zhàn)部隊。但是后來人們發(fā)現(xiàn)，生物進化程度越高，膠質(zhì)細胞比例就越高。例如果蠅，腦子里膠質(zhì)細胞只有25%，75%是神經(jīng)元。而人類卻有90%是膠質(zhì)細胞。
“很多人類的腦疾病低等動物沒有，因此很難去研究。”為此，段樹民在浙江大學主導了中國人腦庫的建設，目前有約160例人腦。“收集人腦用于研究比較困難。”段樹民表示，需要損傷少、人去世之后12個小時之內(nèi)保留下來，而且死亡前的疾病診斷資料健全。
另一個解決腦研究“無米之炊”困局的是2017年誕生的克隆猴。“在鼠類模型上試驗的神經(jīng)藥物，有九成以上在人臨床試驗中是無效的。”中科院神經(jīng)所所長蒲慕明曾表示，要研究人類大腦，就需要更接近人類的模式動物。獼猴是個好選擇。
段樹民解釋，科學家進行人腦疾病研究如果不能直接研究人腦的話，研究猴腦也是非常重要的，因為和人類相近的猴子會患相似的疾病。
學科交叉，為人腦畫出腦區(qū)“地圖”
“人腦有上千億個神經(jīng)元細胞，每一個神經(jīng)元都會和成百上千個神經(jīng)元發(fā)生聯(lián)系。”段樹民說，只看一個分子、一個細胞、一個突觸，難以理解大腦到底怎么運行。任何簡單的功能，都是大量的神經(jīng)元在一個網(wǎng)絡上運作的結果，動能的解析是學界公認的難點，也是關鍵點。
復雜、海量，讓很多科學家把人工智能（AI）技術作為開展腦科學復雜研究的有利助手。
“促進生物技術和信息技術的融合，建立腦疾病預測與診斷模型，開發(fā)各類腦科學研究的新工具和針對腦疾病的新藥。”陸林對學科交叉寄予厚望。
然而，讓人的心理生理變化指數(shù)轉變?yōu)槿斯ぶ悄芩惴軌蜃R別的數(shù)據(jù)，是需要跨過的第一座山。
為在AI與人腦之間建立“翻譯”通道，一門被稱為“計算神經(jīng)科學”的學科發(fā)展起來，運用數(shù)學建模等方法建立患者行為模式和腦電信號的關系，或者建立認知圖譜，采集腦影像、腦電數(shù)據(jù)等。
然而，要讓AI工作，還要邁過另一座山即“給AI下達一個明確指令”。
在香山科學會議上，澳門大學教授陳俊龍表示，用各種技術采集各種數(shù)據(jù)，并進行關聯(lián)分析是沒有問題，但哪些變數(shù)與癥狀有關，信息學家無法知道，只能由醫(yī)生指導，或是將基礎理論研究透徹。
此外，影響精神疾病的因素非常多，如果整個疾病的確切關聯(lián)未知，AI難以有確定的目標去達成，而AI是不能用來尋找未知的關聯(lián)關系的。
形象地說，當人類輸入100萬張腦部核磁影像進入AI，但不告訴它要做什么，它并不會從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律或者關聯(lián)。而人類必須將機理研究透徹，為AI畫出腦區(qū)“地圖”，這樣才有助于腦功能和相關疾病的研究。（本報記者 張佳星）
來源：科技日報
