陳誠 陳彥霖 趙海辰

【中圖分類號】R741【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1005-0019（2020）04--01

我們的意識到底是什么？有沒有什么分子基礎(chǔ)調(diào)節(jié)著我們的意識？這個問題長時間困擾著人類。經(jīng)過長時間的探索，人們終于發(fā)現(xiàn)了一些關(guān)于我們意識存在的分子基礎(chǔ)，他們像是我們大腦里的“Wifi”，承載著多種多樣的信號。

在人體內(nèi)，細(xì)胞和細(xì)胞之間，存在著各種各樣的聯(lián)系方式——比如眾所周知的胰島素，具有降低血糖的作用，這個過程就如同產(chǎn)生“Wifi”信號，告訴受Wi-Fi調(diào)控的細(xì)胞是時候降低血糖了。當(dāng)然，我們的機(jī)體還有很多其它的信號分子網(wǎng)絡(luò)，他們從胚胎時期直至生命的最后一刻，都在幫助我們的身體維持穩(wěn)態(tài)，保持平衡。這些分子有大有小，作用有強(qiáng)有弱，且缺一不可——編碼基因上一個位點(diǎn)的突變，就可能導(dǎo)致不堪設(shè)想的后果。在我們大腦里，這些信號分子更是種類繁多，至關(guān)重要，存在各種各樣的調(diào)節(jié)方式。舉個例子ErbB4是“信號分子”神經(jīng)調(diào)節(jié)素1的細(xì)胞膜上結(jié)合蛋白，它相當(dāng)于在接收“Wifi”信號，給細(xì)胞傳遞信息。

“Wifi”信號往往分門別類有自己的家族。比方我們的例子：顧名思義，ErbB4蛋白屬于ErbB蛋白家族，他們在細(xì)胞的發(fā)育和維持形態(tài)上有著重要的功能。他們介導(dǎo)的信號通路存在于我們身體的方方面面。近些年的研究表明，許多心血管疾病、腫瘤疾病、神經(jīng)疾病以及精神疾病都有他們的參與[1]。當(dāng)ErbB家族蛋白被結(jié)合時，會激活并觸發(fā)豐富的細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)途徑，最終導(dǎo)致從細(xì)胞分裂到凋亡的大范圍的反應(yīng)。其分子原理是，激活態(tài)的ErbB引發(fā)連續(xù)的細(xì)胞內(nèi)分子間相互作用[2-3]。

“Wifi”信號具有特異性。就拿剛才的例子ErbB4來介紹：在我們的大腦里，有兩種功能相反的神經(jīng)元：一種是谷氨酸能神經(jīng)元，他們產(chǎn)生興奮的信號。一種是GABA能神經(jīng)元，他們產(chǎn)生抑制的信號。兩種類型的神經(jīng)元分化產(chǎn)生神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)，不斷形成大腦中越來越復(fù)雜的環(huán)路。近些年研究指明：Erb4涉及的信號傳導(dǎo)存在于皮質(zhì)環(huán)路發(fā)展的多個階段，特別在GABA能神經(jīng)環(huán)路有重大意義[3-4]。因此，大腦里“Wifi”的缺失，往往是致病的。傳統(tǒng)研究大量關(guān)注于雙向情感障礙和精神分裂癥，而近年研究越來越多表明ErbB4對于抑郁癥和壓力有著不可分割的關(guān)系[4]。

換句話說，大腦里的“Wifi”和我們的情感有直接聯(lián)系。接著我們的例子，大腦的杏仁核被認(rèn)為是處理恐懼情緒和焦慮至關(guān)重要的部位，杏仁核的有一部分為“感受核團(tuán)”，這里接收處理過的來自外在刺激的信號。另一部分為“行為核團(tuán)”，這里進(jìn)一步引發(fā)焦慮和恐懼的反應(yīng)。而ErbB4表達(dá)的神經(jīng)元就在“感受核團(tuán)”到“行為核團(tuán)”的過程中起到控制作用。焦慮障礙同抑郁癥有著緊密的聯(lián)系，抑郁癥的小鼠中，ErbB4的激活顯著增加[5]。但是，ErbB4最為廣泛了解的，是精神分裂癥。這是如何致病的呢？這和神經(jīng)元與神經(jīng)元之間的聯(lián)系形成，和神經(jīng)元傳遞信號能力的獲得有關(guān)。ErbB4缺失，會導(dǎo)致神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的不完整。ErbB4缺失在不同腦區(qū)，對于不同的認(rèn)知功能都有影響，例如注意力，記憶力等等[6]。

“Wifi”信號存在于不同時期。關(guān)于無法接收“Wifi”信號（ErbB4缺失）的精神分裂癥致病機(jī)制，一直存在一個重大謎團(tuán)： “Wifi”的影響只是在我們生長發(fā)育的階段發(fā)生嗎？它是通過發(fā)育階段致病的，還是在發(fā)育后的調(diào)節(jié)過程中致??？這兩者是否共同發(fā)生，還是僅有前者存在？2018年梅林教授團(tuán)隊(duì)在《美國科學(xué)院院報》上發(fā)表文章[7]指出，通過遺傳學(xué)操控的手段在成年小鼠中表達(dá)ErbB4基因（發(fā)育時期缺失），可以挽救因ErbB4先前缺失導(dǎo)致的精神分裂癥。這也就意味著，“Wifi”缺失不僅僅是發(fā)育過程中致病，成年體內(nèi)的缺失也會導(dǎo)致精神分裂癥。可見大腦里的“Wifi”在各個時期都很重要。

研究大腦里的“Wifi”將對于精神疾病的治療提供新的思路——對于精神疾病，我們終有一天會研究出提早干預(yù)的手段。我們的舉例，神經(jīng)調(diào)節(jié)素1/ErbB4僅僅是大腦里“Wifi”系統(tǒng)非常微小的一部分。它也貢獻(xiàn)于我們探索意識是什么的終極命題。我們所提到的僅僅是冰山一角，神經(jīng)科學(xué)家所用手法更是變幻萬千種類繁多。神經(jīng)科學(xué)家在不斷的探究意識的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)、分子基礎(chǔ)等等?？傆幸惶?，人類會明白，思想究竟是怎么產(chǎn)生。那將是一個宏偉的藍(lán)圖，將包含著從分子到細(xì)胞，從細(xì)胞到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)到全腦等不同的層次聯(lián)系。那將是把哲學(xué)人類學(xué)和醫(yī)學(xué)生物學(xué)聯(lián)系起來的一天。

參考文獻(xiàn)

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