Nicole C. Rust,宾夕法尼亚年夜 学神经科学教授、生理学教授、国际顶尖脑科学家,也是《Elusive Cures》一书的作者。她曾获得美国国度 科学院颁发的 Troland 研究 奖(Troland Research Award)、NSF CAREER 奖、Sloan
![]() Nicole C. Rust,宾夕法尼亚年夜 学神经科学教授、生理学教授、国际顶尖脑科学家,也是《Elusive Cures》一书的作者。她曾获得美国国度 科学院颁发的 Troland 研究 奖(Troland Research Award)、NSF CAREER 奖、Sloan 研究 奖、McKnight 学者奖及 Simons Pivot Fellowship 等多项国际顶尖科研荣誉。 几十年来,人类倾尽巨额资金和最尖端的科技,誓要攻克阿尔茨海默症、抑郁症、帕金森病……可冷漠的现实是:这些脑部疾病依然没有真正的治愈办法 。 我们错在那边? 我研究 年夜 脑二十年,写下《Elusive Cures(难以捉摸的治疗办法 )》,终于意识到一个残酷毕竟:题目压根不在于我们不够积极,而是我们一直把年夜 脑想错了。 年夜 脑不是一台死板 ,不是一列多米诺骨牌; 它更像天气系统,充满反馈、杂乱和出现 ; 假如我们还在探求“坏失踪 的零件”,我们永久走不出逝世 胡同。 这篇文章,我想带你从新 审阅年夜 脑,告知 你为什么几十年没有突破,以及——将来也许 真正的解法在那边。 一、为什么几十年过去 了,我们依然没有治好年夜 脑疾病? 假如你去回顾过去 三四十年的神经科学发展,会创造 一个令人矛盾的画面。 一方面,这是一个科技狂飙的时代 。 我们能用功能磁共振(fMRI)看到年夜 脑工作时的图像; 能用基因测序解读人类 DNA 的奥秘; 能用光遗传学打开或封闭 某个神经元,就像开关灯一样精准。 无数顶尖学者、研究 机构和制药公司,将最聪明的人才和最庞年夜 的资金投入到“攻克年夜 脑疾病”的疆场 。 但另一方面,现实却令人扫兴 1、阿尔茨海默症的患者人数逐年攀升,几乎所有家庭都恐惊它的降临,却没有真正有效的阻断本领; 2、抑郁症依然困扰着数以亿计的人,很多患者长期依赖药物,却依旧无法真正摆脱重复 爆发 ; 3、帕金森病的药物治疗只能缓解部门症状,却无法阻止病程的继续恶化; 4、至于精力破裂 症、焦虑症、自闭症谱系停滞等,更是庞杂 得像一团乱麻,至今没有靠得住 的根治方案。 几十年时光 ,投入的经费以“千亿美元”计,为什么我们依然没有拿出真正的“治愈”结果? 很多人会把责任归咎于“科学还不够积极”。但我在科研的二十年里渐渐意识到,答案 并非云云。毕竟上,我们的积极非常巨年夜 ,我们掌握的对象 也越来越先辈。真正的题目在于,我们也许 一直用错了办法 。 科学界过去 几十年,都在攀缘一座“看似合理、实则毛病 ”的山岳 。那座山,就是所谓的“多米诺骨牌逻辑”:我们假设年夜 脑出题目,就像有一块骨牌倒下,推倒了后面的所有骨牌。只要找到并修睦这块“坏骨牌”,就能阻止疾病。 听上去多么 清晰!基因导致分子非常,分子导致细胞非常,细胞导致回路非常,回路导致功能非常——完善的线性链条。 这套逻辑让无数科学家敬佩,也让制药企业激情 万丈。但几十年过去 了,我们得到的答案 却是 : 1、阿尔茨海默症,基因的作用只是进步风险,而不是决定 运气; 2、抑郁症,没有找到那块骨牌; 3、精力破裂 症和自闭症,竟然涉及数百个基因的薄弱联系关系 ,根本无法归结到某一个点。 于是我们一次次陷入窘境:显着技术越来越强,药物越来越精准,但突破却始终没有出现。 二、多米诺骨牌头脑的陷阱 科学家是怎么想的呢? 几十年来,我们风俗把年夜 脑理解成一个精密的死板 :基因就像蓝图,分子像零件,神经元像电路板,整个年夜 脑像一台超庞杂 的动员 机。 一旦出题目,逻辑就很清晰:找到坏失踪 的零件,换失踪 它,死板 就规复正常。 这就是所谓的“多米诺骨牌逻辑”:一个基因突变 → 一个分子失常 → 一个神经元坏失踪 → 一个脑区功能瓦解 → 末了表现为疾病。 它的魅力在那边?——简单、直观、可操作。 1、制药公司喜好它,由于意味着可以“一病一药”; 2、学术界喜好它,由于符合“因果链条”的叙事; 3、"年夜 众," 也轻易理解,乃至能让人产生一种虚假的平安 感:既然能找到“元凶”,那治愈就只是时光 题目。 然而,现实却给了我们一个残酷的答案 :这套逻辑根本不足以表明年夜 脑疾病。 举个例子: 1、在阿尔茨海默症里,确实 存在一些风险基因,比如 APOE4。假如你携带它,发病几率会更高。但注意:这并不是“必然”,很多携带者一生都不会发病。那我们该说它是“坏骨牌”吗?显然不够。 2、在抑郁症里,有些人履历了巨年夜 的创伤,于是陷入抑郁;但也有人在没有显着外因的环境下同样抱病。这意味着,外部环境和年夜 脑内部状态的互动,远比一条线性的骨牌链庞杂 得多。 3、至于精力破裂 症、自闭症谱系停滞,它们往往牵涉上百个基因的弱联系关系 。假如说每个基因都是一张扑克牌,那这些疾病就不是“某张牌坏了”,而是整副牌的组合办法 出了题目。 换句话说,科学界花了几十年想找出“症结 骨牌”,可效果创造 : 1、有的疾病根本没有那块“症结 骨牌”; 2、有的疾病涉及的骨牌太多,没法用单一因果来表明; 3、即便找到了某些相干 基因或分子,药物也常常在临床实行 中失效,由于现实中的年夜 脑远比实行室的假设庞杂 。 把年夜 脑看作骨牌死板 ,本身就是一种误导。这种头脑办法 带来两个严重结果: 过度简化:忽视 了年夜 脑内部成千上万的反馈回路; 盲目乐观:让我们认为 “找到坏零件”就能解决 一切,效果一次次扫兴。 所以,在我看来,这不是一个“科研希望慢”的题目,而是一个“头脑框架错了”的题目。 真正的年夜 脑,根本不是骨牌;它更像是天气系统。 三、年夜 脑更像天气,而不是死板 假如说“多米诺骨牌逻辑”最年夜 的题目是过度简化,那真正的年夜 脑,毕竟更像什么?我认为,它更像天气系统。 想象一下天气: 1、无数气流在运动,彼此 作用; 2、一点点扰动就也许 激发 巨年夜 结果,这就是“蝴蝶效应”; 3、它不是直线发展的,而是充满了循环、反馈、非线性; 4、我们可以预测天气,但没人能真正“掌握 ”天气。 年夜 脑也是云云 1、一颗神经元的放电,会影响到成千上万个鄙俚神经元; 2、一个化学物资 水平的轻微波动,也许 激发 整个情感 网络 的连锁反响 ; 3、情感 与体验之间的关系,就是一个巨年夜 而庞杂 的反馈循环:心情 会影响你如何感想 感染 事件,而你如何感想 感染 事件,又会反过来塑造你的心情 。 这就是为什么药物会有副作用。由于你试图转变 系统中的一个点,却很难预测它会在系统中掀起如何 的连锁反响 。 “坏零件”头脑的伤害 假如你把年夜 脑当作动员 机,修一颗螺丝就能解决 题目,那你天然会以为“找到靶点”是症结 。 可在天气这样 的系统里,根本没有一个“坏螺丝”。 你不克不及 指着天空说:“把这片云修睦,暴雨就不会来了。” 年夜 脑的疾病,同样云云 抑郁症不是由于某个单一化学物资 出了题目; 阿尔茨海默症也不是由于某个基因突变就必然触发; 这些疾病是系统整体失衡的效果。 一个新的比方 :康健与疾病是两种“天气模式” 你可以把“康健的年夜 脑”和“抱病的年夜 脑”想象成两种差异的天气模式: 康健的年夜 脑,就像晴朗的天空,有波动,但总体稳定; 抱病的年夜 脑,就像陷入了一个坏天气系统:阴雨连绵,乃至暴风骤雨。 我们的任务不是修一颗“坏螺丝”,而是要找到办法,把年夜 脑从坏天气模式推回晴天气模式。 这就是我在书里提出的思路:我们要继续庞杂 性,用数学模型 去理解年夜 脑整体的动力学规律,找到系统的脆缺点和掌握 点,再经由过程 药物、刺激或活动干预,把它引诱 回康健轨道。 四、技术突破,让我们第一次有机会理解“年夜 脑的天气” 也许 有人会问:假如年夜 脑真的像天气这么庞杂 ,那我们是不是根本没希望了? 恰好相反。正由于我们换了头脑办法 ,再加上科技的飞跃,我们终于站在了一个新的起点。 从“一颗神经元”到“一百万颗神经元” 我还记得,25 年前我读研究 生时,我们能做的最先辈的实行,就是用电极记载一颗神经元的运动。 这就像你站在城市里,只能听到一栋楼里某个房间的声音,然后试图揣摸 整个城市是怎么运转的。 今天,环境完备 差异。我们已经可以在小鼠年夜 脑里同时记载一百万个神经元的运动。这意味着我们第一次有机会看到“年夜 脑这座城市的交通图”,而不仅仅是盯着一个斗室 间里的灯泡。 这种飞跃相当于: 1、从“拍一张暗昧的卫星照片”,到“及时追踪整个景象系统”; 2、从“盯着一滴雨”,到“模仿整场风暴”。 年夜 脑建模进入“天气预告时代 ”
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