了解你的大脑:精神分裂症

德文在高中时就是一个超级明星学生,当她还是大学一年级的时候,她已经规划好了自己的职业道路,成为一名医生。她聪明、雄心勃勃,似乎注定要成功。但在她大学第一学期结束时,她的生活完全混乱了。她看上去憔悴不堪,衣冠不整,每门课都不及格,对周围的人都表现出一种偏执的不信任。

德文的转变开始于她第一个学期的中途,那时她开始对学术和其他一切失去兴趣。有时她真想整天躺在床上。一开始,她以为自己可能患上了抑郁症,或者至少是由于第一次长时间远离家人而患上了某种极端的思乡病。但她也开始注意到,她走到校园里的任何地方,人们都在盯着她看,并低声议论她。这些耳语是批评性的——有时是非常刻薄的——很快德文就开始时时刻刻听到它们,不管她是否在别人听得到的地方。在她看来,她是学校里每个人的焦点——不仅是学生,还有教授、工作人员和访客。

德文最终认定,所有这些窃窃私语和鬼鬼祟祟的眼神都带有恶意。她来到大学时,希望自己的学术成就得到认可,但现在她开始相信,她的教授、学校管理人员和同学都卷入了一场错综复杂的阴谋,目的是让她失败。她认定自己已经被一个国家监控系统认定为对一个拼命想要保持男性主导地位的医疗系统构成威胁的人。

在那次揭露之后,德文的生活开始失控。她很少去上课,她尽量避开所有人。她认为她的室友参与了对她的阴谋,所以她经常睡在图书馆僻静的角落,而不是回宿舍。她拒绝吃学校食堂里可能有毒的食物,她瘦了10多磅。同学们经常看到她眼睛盯着地面,自言自语地走过校园。学期末,当她的父母来看望她时,他们意识到情况的严重性,把戴文送进了医院。

精神分裂症的症状

Amber Osterhout的一幅画,描绘了精神分裂症患者的痛苦。

德文最终被诊断为精神分裂症,这是一种潜在的严重精神疾病这影响到全世界约2000万人.精神分裂症没有一个清晰而简单的定义,因为每个病人看起来都很不一样。这种障碍可能包括许多不同的症状;出现的症状因病例而异。

临床医生通常将精神分裂症的症状归类为积极的,或认知.积极的症状包括一种行为或思维模式的发展,这在健康人身上是不常见的。其中包括精神错乱,这是一种现实的破坏,可能包括像戴文的妄想狂那样的妄想。幻觉也很常见;通常情况下,幻觉是听觉的。例如,许多精神分裂症患者在他们的脑海中听到的声音听起来就像房间里的其他人在说话一样清晰。戴文听到的批评就属于这一类。

负性症状包括一种行为或功能的丧失,这在健康人身上很常见。例如,缺乏动机可能类似于抑郁、情绪迟钝、难以体验快乐,以及社交欲望下降。

认知症状是那些影响一个人清晰思考能力的症状,可能涉及注意力、集中力和/或记忆力的缺陷。

每个精神分裂症患者都表现出独特的阳性、阴性和认知症状的组合。多元化的展示(结合支持基因数据)导致一些人提出,被诊断为精神分裂症的病例确实可能代表了被错误地归为一类的明显的疾病。

精神分裂症与大脑

考虑到精神分裂症的不同性质,很难确定精神分裂症患者大脑功能的特定方面始终是病态的,这也许并不奇怪。然而,在过去的半个世纪里,大量的研究都集中在神经递质异常的根源上。

神经递质多巴胺受到了很多关注。所有用于治疗精神分裂症的药物的作用都是减少多巴胺的活动,而增加多巴胺水平的药物(如安非他命)可以诱发类似精神分裂症患者所经历的精神状态的行为。这两项观察结果都支持了精神分裂症与多巴胺失调在一定程度上有关的假设。也有证据表明大脑中多巴胺的合成和释放高于正常水平在精神分裂症患者。

虽然多巴胺在精神分裂症的神经递质异常问题上受到了最大的关注,但研究人员也发现,试图用一种神经递质水平的波动来解释精神分裂症的各种症状有些徒劳。这也是科学家们将注意力转向精神分裂症的原因之一r也关注其他神经递质系统。例如,神经递质谷氨酸的活性——一种广泛存在的、主要是兴奋性的神经递质——在精神分裂症患者中似乎也存在失调。一些研究人员认为,这些谷氨酸异常可能特别能够解释精神分裂症的负面和认知症状-多巴胺不规律解释不了的症状。

因此,可能是多巴胺异常导致了错觉和幻觉等积极症状,而谷氨酸异常更多地导致了消极症状。那么,精神分裂症的病例可能涉及多巴胺和谷氨酸活性的异常,而且一些假说认为谷氨酸信号的改变可能导致多巴胺信号的异常。

尽管它们在研究中得到的关注较少,但其他神经递质像加巴5 -羟色胺,去甲肾上腺素也牵涉其中,使情况更加复杂。

尽管进行了几十年的研究,我们仍然对这些神经递质异常如何转化为精神分裂症症状留下了许多问题。换句话说,即使我们可以自信地说,精神分裂症患者的多巴胺和/或谷氨酸活动失调,研究人员仍在试图弄清楚这些神经递质异常是如何导致精神分裂症的各种症状的。因此,有关神经递质活动异常的总体发现很难转化为有助于解释精神分裂症复杂症状的模型。

精神分裂症的神经发育起源和危险因素

接下来的问题是,精神分裂症最初是由什么引起的。这方面的普遍看法是,精神分裂症起源于早期的神经发育,当时大脑特别敏感——可能是由于基因构成——在子宫里就受到了一些侮辱。这种胎儿压力可能会以某种方式改变神经发育和随后的大脑功能,从而增加日后患精神分裂症的可能性。然而,为什么胎儿的压力需要几十年才能表现为精神疾病,目前还不清楚。

为了支持这种神经发育的观点,有证据表明,遗传学对精神分裂症的发展有重大贡献,许多基因都与精神分裂症有关也被认为在胎儿发育中起着重要作用.此外,妊娠或分娩期间的并发症和胎儿发育异常的指标,如低出生体重也被认为是日后患精神分裂症的危险因素吗.和在冬末和春季出生的婴儿患精神分裂症的风险略有增加一些人认为,这可能与母亲在冬季患呼吸道感染或营养不良(如维生素D缺乏)的可能性增加有关。

精神分裂症还有其他一些风险因素,但它们与疾病的机制联系尚未明确。例如:大龄父亲更可能有一个孩子的发展精神分裂症,男性比女性更容易患精神分裂症,较高的精神分裂症存在于城市环境中,移民人口有精神分裂症的风险更大,童年不幸像身体虐待或者性虐待与精神分裂症、药物滥用(例如,大量使用大麻)与精神分裂症风险增加有关。

治疗

自20世纪中叶以来,精神分裂症最常见的治疗方法是使用抗精神病药物。氯丙嗪,第一种抗精神病药,在20世纪50年代被开发出来;从那时起,一长串类似的抗精神病药物被推向市场。这些药物在机制上有一个重要的相似之处,即它们都在一定程度上阻止多巴胺受体。虽然抗精神病药物在减轻阳性症状方面相对有效,但在治疗阴性症状(通常比阳性症状功能损害更大)方面收效甚微。而且,许多患者对抗精神病药物毫无反应

此外,抗精神病药物有一个有问题的副作用。药物引起的多巴胺受体阻滞可导致多种副作用,包括与运动相关的问题,如帕金森病(以震颤、运动缓慢、僵硬和姿势障碍为特征)、肌张力障碍(以持续的非随意肌收缩、重复的异常运动或固定姿势为特征)、静坐不动(以坐立不安和无法静坐为特征)和迟发性运动障碍(以不自主的、重复的运动为特征)。迟发性运动障碍即使在患者停止服药后也会持续存在;事实上,它有时是不可逆转的。

新的药物被吹捧为不太可能引起运动相关的副作用,但没有抗精神病药物能够完全远离这种副作用。此外,新的抗精神病药物(通常称为第二代抗精神病药物)精神分裂症与体重增加、糖尿病和心血管并发症等其他问题有关。因此,精神分裂症的治疗并不理想;研究人员希望有一天,对精神分裂症的更好理解将带来更好的治疗选择。

参考文献(除了上面的链接文本):

Kahn RS,Sommer IE,Murray RM,Meyer Lindenberg A,Weinberger DR,Cannon TD,O'Donovan M,Correll CU,Kane JM,van Os J,Insel TR.精神分裂症。国家修订版Dis Primers。2015年11月12日;1:15067。doi:10.1038/nrdp.2015.67。PMID:27189524。

欧文·乔丹,Sawa A, Mortensen PB。精神分裂症。《柳叶刀》2016年7月2日;388(10039):86-97。doi: 10.1016 / s0140 - 6736(15) 01121 - 6。1月15日。PMID: 26777917;PMCID: PMC4940219。

了解你的大脑:脊髓丘脑束

脊髓丘脑束在哪里?

脊髓丘脑束是一组神经元它将有关疼痛、温度、瘙痒和一般或轻微触觉的信息传递给大脑。这条通路始于感觉神经元,突触在脊髓的背角.接下来,神经元从背角延伸到交叉,或穿过脊髓的另一侧,在沿着脊髓上行之前,穿过脑干,并向丘脑这些神经元与丘脑中的神经元形成突触,丘脑将信息传递给大脑躯体感觉皮质.关于脊髓丘脑束通路的更多细节见下文。

什么是脊髓丘脑束,它有什么作用?

脊髓丘脑束实际上由两个功能不同的通路组成:前脊髓丘脑束和外侧脊髓丘脑束。

侧丘脑束

外侧丘脑束的通路。

外侧脊髓丘脑束是将疼痛和温度信息从身体传递到大脑的主要途径。它也被认为携带着瘙痒的信息。

由外侧脊髓丘脑束携带的感觉开始于诸如痛觉受器,可检测到疼痛感,或温度感受器这些受体将信号传递给脊髓丘脑束的初始神经元,并将信号传递给脊髓。在这里,神经元作为称为Lissauer束的束的一部分短暂上升或下降,然后与脊髓中的神经元发生突触作用脊髓的背角属于像核proprius胶状质;后者是调节疼痛信号的一个重要区域。

脊髓丘脑束外侧的次级神经元穿过脊髓的另一侧然后在脊髓中上升,通过脑干,到达腹后外侧核在丘脑。因为这条通路在脊髓和脑干的前外侧部分传播,它通常被称为前外侧系统.在丘脑中,将感觉信息传递到初级躯体感觉皮层的脊髓丘脑神经元突触,初级躯体感觉皮层是处理身体感觉的主要区域。

前丘脑束

前脊髓丘脑束的通路。

前脊髓丘脑束(又名腹侧脊髓丘脑束)承载身体的一般触觉或轻触觉。这包括不涉及压力的触摸感觉,如抚摸头发或轻轻吹在皮肤上的空气。

这些感觉开始于皮肤上的感觉感受器,它将信号传递给神经元,然后到达脊髓。在脊髓中,这些神经元产生上行和下行分支,它们在脊髓背角的神经元上形成突触。次级神经元起源于背角固有核,穿越到脊髓的另一侧,并上升到靠近外侧丘脑束的丘脑。从那里,信息被传送到躯体感觉皮层。

脊髓丘脑束损伤

涉及脊髓丘脑束的脊髓损伤可导致明显的感觉缺陷。因为神经束中的神经元在到达大脑之前先穿过脊髓的另一侧,所以它们携带着来自身体另一侧的信息。因此,如果脊髓的一侧受损,就会导致与受损部位相反的一侧身体失去疼痛、温度和轻触觉。

引用:

《人类神经解剖学》,第二版。新泽西州霍博肯:Wiley & Sons, Inc.;2017.

了解更多:

2分钟神经科学:疼痛与前外侧系统

了解你的大脑:橄榄核

橄榄核在哪里?

橄榄核由下橄榄核和上橄榄核组成脑干.橄榄核是成对的结构,在脑干两侧各有一个下橄榄核和一个上橄榄核。下橄榄核位于延髓,上橄榄核位于脑桥.两个原子核通常被细分为更小的原子核集合

橄榄核是什么,它们做什么?

在下橄榄核显示在脑干横切面的髓质水平

下橄榄核和上橄榄核在功能上是不同的。下橄榄核通常再分为下橄榄核和下橄榄核主橄榄,内侧副橄榄,背从犯的橄榄,被认为在运动、协调和运动相关学习中起着重要作用侧上橄榄内侧卓越的橄榄,以及周围的一些原子核periolivary核.上橄榄核被认为与听觉有关,特别是与识别声音的位置有关。

下橄榄核从几个来源接收运动相关的信息,包括脊髓运动皮层.这包括关于当前运动、身体位置、肌肉张力和意图的信息。下橄榄核利用这个信息与小脑来调整动作,并帮助进行与动作相关的学习。

脑干横切面上橄榄核显示在脑桥水平

上橄榄核接受来自耳蜗携带听觉信息的核。神经元离开上橄榄核,延伸到下丘,是听觉系统的重要组成部分。上橄榄核接收来自双耳的信息,并对这些信息进行比较,以检测强度等质量的差异,并确定声音在环境中的位置。然后,这些信息被发送到下丘,并在bei前进一步处理ng被派往其他地区,如丘脑大脑皮层.此外,上橄榄核中的神经元向耳蜗核投射。这些投射被认为与消极反馈机制有关,有助于抑制被认为不太重要的听觉刺激,如背景对话。


引用:

Paul MS, M Das J.神经解剖学,上和下橄榄核(上和下橄榄核复合体)[更新2020年7月31日]。:StatPearls[网络]。《金银岛》:StatPearls Publishing;2021年1月。可以从https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK542242/

王志强,王志强,王志强,等。小脑-橄榄复合体在运动学习和控制中的作用[j]。《前神经回路》2013年5月28日;7:94。doi: 10.3389 / fncir.2013.00094。PMID: 23754983;PMCID: PMC3664774。

了解你的大脑:红色核

中脑横切面的红色核被染成红色。

红核在哪里?

红核是在一个区域脑干被称为中脑.实际上在脑干的两边都有两个红色核1。

红核可以再细分为两种功能不同的结构:小细胞红核,主要包括小型和中型神经元,以及含有较大神经元的巨细胞红核。红色细胞核在解剖后可以立即辨认出来,因为它保持红色。这种着色被认为是由于在细胞核细胞中发现的铁色素。

红核是什么,它有什么作用?

如上所述,红核可细分为两种功能不同的结构:小细胞红核和大细胞红核。在人类大脑中,大多数红核是由小细胞红核(parvocellular red nucleus,简称RNp)构成的;大细胞红核(RNm)不被认为在成人大脑中起主要作用。然而,在四足哺乳动物(如猫、老鼠)中,RNm在大小和重要性上都是一个更突出的结构。

神经元的小脑投射到RNm, RNm神经元离开红核,形成红核脊髓的束,在the中下降脊髓.在四条腿行走的动物中,这条通路在自由运动时被激活;它似乎在行走、躲避障碍和协调爪子动作方面发挥着重要作用。然而,RNm神经元也对感觉刺激作出反应,并可能向小脑提供感觉反馈,以帮助指导动作和保持姿势稳定。

在主要用两条腿行走的灵长类动物(包括人类)中,RNm不被认为在行走和保持姿势稳定性方面起着重要作用,而在其他领域(例如皮质脊髓束)接管这些职能。然而,RNm似乎确实参与了控制人类和其他灵长类动物的手部运动。有趣的是,RNm在人类胎儿和新生儿中更为突出,但随着儿童年龄的增长,RNm会退化,这可能与皮质脊髓束的发育和用两条腿走路的能力有关。

尽管RNp在人类大脑中的作用相对更大,但人们对其知之甚少,因为它在其他动物中的存在减少,使得使用动物模型进行研究更加困难。来自运动区域的神经元前额叶皮层运动前皮质以及来自小脑核的神经元小脑深部核团,扩展到RNp。还有一群神经元离开RNp到达下橄榄核它与小脑沟通,被认为参与了对运动的控制。RNp、小脑和下橄榄核之间的这些联系具有许多被提出的功能,如运动学习、反射的获得和动作错误的检测。但是这些通路的精确功能以及RNp在其中的作用还不清楚。

几项研究发现红核在疼痛感觉中也有作用镇痛.后者可能是由于红核和区域之间的联系导水管周围灰质中缝核这是大脑中自然的疼痛抑制系统的一部分。

从病理学的角度来看,人类红核的功能障碍与震颤的发展有关,目前正在进行研究,认为它在震颤中发挥着潜在的作用帕金森病.红核的损伤也与运动和肌肉张力的其他问题有关。

参考文献(除了上面的链接文本):

红核的结构和功能:从解剖学到临床神经科学。脑结构功能。2021年1月;226(1):69-91。doi: 10.1007 / s00429 - 020 - 02171 - x。2020年11月12日PMID: 33180142;PMCID: PMC7817566。

Vadhan J, M Das J.神经解剖学,红色细胞核,2020年7月31日。:StatPearls[网络]。《金银岛》:StatPearls Publishing;2020年1月。PMID: 31869092。

了解你的大脑:强迫症

每天晚上,史蒂文都要花一个多小时准备睡觉。对我们中的许多人来说,准备睡觉包括一些日常活动,比如穿上睡衣,去洗手间,刷牙。但对史蒂文来说,他只有在做完这些事情之后才真正开始准备。

一旦史蒂文准备上床睡觉,他就下楼了。他关掉灯,锁上门,检查炉子是否还开着。但是他不仅仅是看炉子;他还轻轻地触摸表盘,以确认它们处于“关闭”的位置。然后,他盯着刻度盘看了30秒,以说服自己触摸它们并不是不小心将它们移动到“打开”的位置——尽管这样轻的触摸似乎是不可能的。

最后,他上楼上床睡觉。但他停下来想,也许他忘了确认门锁了。

他认为他记得做过这件事,但记忆并不像他希望的那么清晰。不管怎样,他总有可能没有把锁完全锁上。于是,他又回去检查了一下锁。经过了这么短的时间,也许他也应该再检查一次炉子。所以他所做的事。

一上床,他就开始怀疑自己是不是关了灯。或者,也许他在回楼上的路上碰到了炉子的刻度盘,无意中又把它打开了。这种不确定几乎让人无法忍受,只要下楼走一小段路,他的焦虑就会减轻。因此,他又重复了整个过程。他会重复这些步骤大约15-20次,直到最终觉得他可以留在床上睡觉。

强迫症的症状

史蒂文患有强迫症(OCD),这是一种非常常见的疾病影响到一般人口的3%.患有强迫症的人被一种叫做痴迷.这些困扰通常与被迫做某事,这是病人为了减轻强迫性想法造成的痛苦而被迫做的事情。对一些人来说,强迫包括可观察到的行为(比如史蒂文的火炉检查),但对另一些人来说,强迫可能包括精神行为,如祈祷、回顾过去的事件、计数等等。

强迫症通常遵循一些共同的主题,比如:害怕感染(比如被细菌感染)、对对称的痴迷、禁忌思想(比如恋童癖、乱伦)以及担心伤害自己或他人。

需要注意的是,强迫症患者不太可能有真正的禁忌欲望,也不太可能故意伤害别人。相反,这些想法甚至会出现在他们的意识中,这一事实折磨着他们。他们竭尽全力,以他们的强迫为代表,试图阻止这些想法成为现实。

强迫症的症状在一个范围内发生,而且这种障碍在不同的情况下看起来非常不同。一个病人可能表面上看起来很健康,但患有强迫症,扰乱了她的注意力、睡眠和维持人际关系的能力。另一个病人可能明显因这种疾病而虚弱。一个十几岁的女孩例如,她害怕蛲虫会进入她的嘴巴。为了避免危险,她有10个月不说话,也不吃东西,直到需要住院。

强迫症和大脑

神经科学家仍然不确定大脑中发生了什么导致了强迫症,但一种流行的假设认为,它涉及到大脑回路连接额叶皮质的结构集合基底神经节

基底神经节(红色方块内)。请注意,基底神经节实际上并没有出现在大脑表面。

根据这个观点,强迫症的症状始于额叶皮层的活动眼窝前额皮质或离岸金融中心。OFC位于眼窝(又称眼眶)的上方,具有多种功能,其中大部分至今仍鲜为人知。然而,研究表明当我们注意到危险或威胁的事情时,OFC区域高度活跃在环境中。

当我们意识到存在威胁时,连接OFC和基底神经节的通路就会被激活。基底神经节以其在运动中的作用而闻名,但它们也涉及多种认知和情感功能。它们在以下方面尤其重要:促进目标导向的行动,发展习惯性反应,以及在必要时转换到新的行为。基底神经节的回路可以分为两种相反的通路:直接的途径,便于操作间接的途径,这会抑制它这篇文章如果你想了解更多关于基底神经节回路如何工作的细节。)

让我们来看看简化版的ofc -基底神经节回路在健康人身上是如何工作的。首先,他们注意到环境中可能被识别为危险的东西,而OFC参与将其识别为潜在威胁。假设他们碰了公共厕所的门把手,这当然有接触细菌的风险。OFC通过直接途径与基底神经节相互作用,启动行动以减轻威胁。这就导致这个人会喷一些洗手液。此时,间接途径启动并抑制进一步的行动。

在强迫症患者中,从OFC到基底节的通路往往过于兴奋。强迫症患者对环境中可能构成威胁的事物高度敏感,而这种敏感程度与高水平的OFC活动有关。因此,在强迫症患者中,不仅当他们以某种方式触摸车门把手时,才可能检测到威胁公共厕所,但当他们刷到任何最近没有经过消毒的表面时,即使是在他们自己家的台面上。

这种极端的警惕性与直接途径的过度兴奋有关。当直接途径被激活时,个体会被提示洗手。但直接途径的高水平活动掩盖了间接途径的抑制作用,患者很难切换到不同的行为。此外,每次威胁暂时缓解时,患者都会感受到一种短暂的放松感,从而强化反应。所有这些都会导致强迫行为,在患者满意之前,洗手必须重复数次。

并不是全部

这一强迫症模型得到了大量研究的支持。一些研究发现强迫症患者的上述回路活动增加,并且其他人发现,最常见的治疗方法会降低这种活性(包括认知行为疗法和选择性血清素再摄取抑制剂).

最近的研究,然而,这表明这个模型过于简单(这是神经科学中常见的问题)。例如,一个问题是OFC不是一个同质的大脑区域虽然强迫症患者的某些OFC区域过度活跃,但其他区域似乎不活跃.此外,研究表明,大脑的其他部分(如杏仁核海马体,以及其他区域)在强迫症症状的表现中也发挥着重要作用,这表明上述模型是不完整的。

因此,虽然OFC和基底神经节似乎在强迫症中发挥了重要作用,但描述它们相互作用产生强迫症症状的原始模型可能只是故事的一部分。神经科学家希望进一步的研究能够阐明强迫症背后的神经回路,并找到更好的方法来帮助像史蒂文这样的患者管理这种可能彻底颠覆人们生活的疾病。

参考文献(除了上面的链接文本):

综合来自神经影像学和神经心理学研究的证据:眶额-纹状体模型的再探讨。神经科学学报2008;32(3):525-49。doi: 10.1016 / j.neubiorev.2007.09.005。Epub 2007十月十七日。PMID: 18061263;PMCID: PMC2889493。

强迫症:超越分离的皮质-纹状体通路。中国科学(d辑:地球科学)2012;16(1):43-51doi: 10.1016 / j.tics.2011.11.003。2011年12月2日。PMID: 22138231;PMCID: PMC4955838。

保罗·DL,阿布拉莫维奇A,劳奇SL,盖勒·达。强迫症:综合遗传学和神经生物学的观点。神经科学进展。2014 6月;15(6):410-24。doi: 10.1038 / nrn3746。PMID: 24840803。

Saxena S, Brody AL, Schwartz JM, Baxter LR。强迫症的神经成像和额叶-皮层下神经回路。《精神病学增刊》1998;(35):26-37。PMID: 9829024。