本文转载自“环球科学sa”。在某种程度上，癌症基因检测的发展已超越了很多的同行业务，但其从未停止脚步一直砥砺前行着。
撰文?| 艾米?安斯顿a a
卡罗琳?m?马绪尔c m m
拉吉塔?辛哈 r s
翻译?| 赵祥宇
医学院校的入学考试内容总是十分庞杂应试者至少需要个小时才能做完上千道试题即使准备得再充分考生也会被弄得焦头烂额。对于即将成为内科医生的人来说持续的压力往往导致逻辑思维能力减弱甚至可能完全丧失。当我们搞砸了演讲写作遇到障碍写不下去或是拼命想完成长时间的考试时憋闷、紧张、思维停顿、烦躁不安、眉头紧锁、尖叫等种种症状就会随之而来。
几十来科学家都认为已经弄清楚了当人们在考试或在线打仗时大脑是怎样工作的。但最一种崭新的实验方法让科学家对压力状态下的人体生理活动有了全新的认识。这些研究表明人们在压力下的反应不仅仅是由于一种原始的神经冲动影响了大脑中的某些部位这种原始反应存在于从蜥蜴到黑猩猩再到人类等许多动物中实际上压力还会影响灵长类动物大脑中最发达的部位严重削弱最高级的大脑功能。
较早的教科书认为当人们面对压力时位于大脑底部的下丘脑一种较早进化出来的大脑结构会迅速作出反应并诱导脑垂体和肾上腺分泌一系列激素这些激素能加速心跳、升高血压、降低食欲。而现在在这个过程中科学家发现额叶皮层扮演着意想不到的角色。额叶皮层临头部额能作为控制中心协调注意力、判断力、决策能力、洞察力、计划能力、回忆能力等高级认知功能。额叶皮层是大脑中较晚进化出来的部位它甚至对暂时性、常性的焦虑和担忧都很敏感。
平时一切正常时额叶皮层作为控制中心能够调控我们的基本情绪和冲动。但是最的研究表明巨大的、不可控制的压力会引发一系列神经化学反应不仅会减弱额叶皮层的控制力还会加强那些在进化上比较古老的大脑区域的影响力。也就是说大脑将思维和情感的控制权从额叶皮层转移到了比较原始的区域。一旦这些比较古老的区域接管了控制权我们就会发现自己处于深度焦虑的状态或者无法抑制平时很好约束的冲动：沉溺于食物、酒精、毒品或是在专卖店大肆挥霍。简单地说我们失控了。
人们逐渐认识到过度的压力会严重损伤大脑中高级“执行”区域的功能这也引起了越来越多的科学家的兴趣。现在他们不仅想弄明白当我们不知所措时大脑里发生了什么而且正在努力寻找行为和药物干预的方法。
压力削弱自控能力
多来科学家对于人们为什么会失控表现出了极大的兴趣。二次世界大战后科学家分析了为什么在和平时期训练有素的飞行员在激战中往往会犯下简单却致命的错误。直到些随着大脑成像技术的广泛应用人们才逐渐了解到大脑中发生了什么。大脑扫描发现额叶皮层中的神经活动非常密集这说明大脑的这个控制中枢非常容易受到影响。
在复杂的大脑结构中额叶皮层所处的特殊位置决定了它对压力具有很强的敏感性。它是大脑中进化最完全的区域占了人类大脑皮层的三分之一这个比例高于其他任何灵长类动物。额叶皮层的成熟过程也比其他大脑区域缓慢青春期后才能发育完全。这个区域包含许多负责抽象思维的神经回路能使我们集中注意力坚持完成工作任务同时将信息储存在我们的工作记忆里。由于储存了短时工作记忆我们在做加法运算时额叶皮层可以帮助我们记住上一步运算结果。而作为一个心理活动的控制单额叶皮层还能抑制不适宜的想法和行动。
额叶皮层的功能是通过一种锥体细胞 一种锥形神经组成的庞大内部络来实现的。这种神经还会与控制情绪、欲望和常习惯距离相对较远的大脑区域相连。当我们平时比较放松时上述络里的神经回路会正常运行：工作记忆会提醒我们要及时着手于下周就该完成的任务；而某些神经回路将向大脑的低级部位发出信号提醒我们不要贪杯；还有的神经回路会发出信息传递到位于大脑深处、控制恐惧反应的杏仁体让我们不至于担心正要停靠在人行道边上的大卡车会迎面撞来。
要使这个络一直正常运行是很困难的每当压力增大时即便是神经化学环境发生细微变化都会阻碍络的信号传输。一旦面对压力大脑中就会充满让人兴奋的激素比如去甲肾上腺素和多巴胺它们是由脑干的神经释放出来的这些神经伸出的轴突贯穿整个大脑。额叶皮层中这类化学物质的增加会弱化神经间的连接点——突触的功能使神经不能正常放电。于是神经络变得不那么活跃我们调节自身行为的能力开始减弱。当下丘脑控制的肾上腺将应激激素皮质醇释放到血液并由血液输送到大脑时情况会变得更糟糕。在这种情况下自我控制将依赖于一种很微妙的平衡。
“沉着冷静”实际上是对我们一种基本生理现象的描述。额叶皮层中的神经回路可以让工作记忆始终专注于我们当的任务防止大脑深处产生的大量神经递质引发恐慌。
我们曾开展过一项研究希望弄清楚屏蔽额叶皮层的功能到底难不难。安斯顿本文作者之一和耶鲁大学帕特里西亚?高曼-拉希克p g-r已故在一项动物研究中首先阐明在紧张状态下神经化学信号的改变是如何快速“关闭”额叶皮层功能的。该研究表明在额叶皮层中当神经受到大量神经递质或应激激素的刺激时神经间的连接就会中断神经的活性也会受到抑制。
与此相反大脑深处的区域这时会对行为有着更强的控制力。多巴胺会被传送到大脑深处的一系列结构统称为基底神经节中它们能调控我们的欲望、常情绪和运动反应。基底神经节可以让我们在骑自行车时不会从车上摔下来但也会让我们对一些东西上瘾比如挡不住冰激凌的诱惑。
荷兰格罗宁根大学的本诺?卢森达尔b r和美国加利福尼亚大学欧文分校的詹姆斯?麦高j mg及同事在大脑的另一个古老区域——杏仁体中也发现了相似的变化。当受到去甲肾上腺素、多巴胺和皮质醇刺激时杏仁体不仅会提醒神经系统中的其他部位做好准备应对威胁还会加强和恐惧等情绪相关的记忆。
科学家现在已经将研究延伸到人类。这些研究表明由于遗传因素或者曾受到了较大的压力一些人要比别人更加脆弱。当多巴胺和去甲肾上腺素“关闭”了额叶皮层掌管高级认知功能的神经回路时这两种神经递质将通常会被酶分解以保证神经回路不会“关闭”很长时间。于是当压力减小时神经回路就可以恢复正常。但有一种基因突变会削弱这些酶的功能让携带这种突变的人更易受到压力的影响甚至患心理疾病。同样一些环境因素也会让人变得更脆弱例如铅中毒时人会意识模糊就像受到了较大的压力。
还有一些研究则想弄清楚当额叶皮层连续几天甚至几周受到刺激会发生什么反应。在长期压力下低级情感中枢的神经络似乎有所扩张而负责逻辑推理的区域则开始萎缩。在这些情况下杏仁体神经中用来接收信号的树突逐渐变大而额叶皮层中的神经树突则萎缩了。美国西奈山医学院的约翰?莫里森j m和同事发现一旦压力消失额叶神经的树突会再生但如果压力过大这种再生能力就会消失。辛哈本文作者之一在人类中找到的证据表明大脑额叶灰质的萎缩程度与我们承受的压力有关。
一系列分子水平上的变化使得我们在压力面更加脆弱还可能导致抑郁、成瘾和焦虑等症状包括创伤后应激障碍等。性别也可能是一个重要因素决定了我们如何应对压力。女性体内的雌性激素可能会增强她们的敏感性。例如马绪尔本文作者之一和同事发现面对生活压力时女性往往比男性更容易意志消沉。和男性相比她们更难摆脱成瘾行为比如吸烟。对于男性来说压力的作用更多体现在让欲望加剧以及诱发不良习惯后者是由基底神经节所调控的。
现在我们仍然需要更多的研究来弄清楚压力是怎样影响额叶皮层的自我控制能力。一些研究者正在研究其他的一些神经化学物质看它们是如何影响额叶皮层的。英国剑桥大学的特雷弗?w?罗宾斯t w r和安吉拉?罗伯茨a r领导的团队正在研究—羟色胺希望弄清楚这种和抑郁密切相关的物质是否会通过在额叶皮层中的一些作用来调节压力和焦虑情绪。
这些研究始终面临不小的挑战因为根据当的伦理标准研究人员不能让自愿者处于极端的心理压力中而且还得告知自愿者他们可以随时退出实验。由于自愿者对实验拥有这样的控制力就不能很好地模拟生活中的真实心理压力。不过一些实验室已经成功模拟出了没有人为因素影响的压力反应比如让自愿者观看惊悚电影或像辛哈的团队那样让自愿者回忆曾经受到过的压力。
不过有一个问题仍然困扰着研究者：为什么大脑会拥有一套机制来减弱自己的高级认知功能。我们也没有确切答案但如果附的灌木丛中潜伏着一头猛兽那些原始反应可能有助于我们逃过一劫——当你在森林中看到一头老虎身体突然僵硬不动老虎就可能看不到你这种反应可比记住某首名诗更有用。
我们大脑的高级功能络运行缓慢擅长深思熟虑而当这个络的功能被抑制时原始的神经回路就能在危险情况下及时制止我们或让我们快速逃离。在现代社会当我们面对危险时这些机制可能起着相似的作用。比如当一个鲁莽的司机超车时我们会及时踩下刹车。但是如果我们一直生活在这种状态中额叶皮层的功能就会不断减弱造成严重后果特别是当亲人身患重病我们需要经过利弊权衡作出重要决定时或者是在极短的时间内要完成一个重要项目时。
夺回大脑的控制权
对于焦虑的机制随着认识的不断加深我们可以设计出一些方案来保持神经控制中心的平稳运行。科学家希望弄清楚使大脑由“思考型”退化到“反射型”思维模式的分子机制可以由此找到治疗应激障碍的有效方法。一些结果印证了我们此所知道的一些信息。急救训练或是服兵役实际上都是为了让基底神经核或其他大脑结构学会求生所必需的自发反应。动物研究表明心理控制意识始终是我们是否会在压力下崩溃的决定性因素——对于军人或急救医师来说这种意识已经是二天性。在听众面从容自信的人公开演讲会让他们兴奋无比而其他人则会感到恐慌脑子里一片空白。
动物实验发现在青春期时就能成功面对一般压力的小动物在成长过程中能更好地处理各种压力。类似地在对人类的研究中发现成功面对各种挑战的经历能够增强人类自身的适应能力。相反如果小孩在压力下不断受挫的话那么长大后他们面对压力时往往会更加敏感更容易被各种负面情绪所困扰。
新的治疗手段会逐渐涌现出来。哌唑嗪是一类用于治疗高血压的药物它能阻止去甲肾上腺素的负面作用这种药物正在患有创伤后应激障碍的老兵和平民接受测试。哌唑嗪也许还能治疗嗜酒和一定程度的强迫购物症。最美国耶鲁大学的雪莉?麦基s mk的一项研究发现另外一种治疗高血压的药物胍法辛)能抑制某些压力反应加强额叶皮层神经络的功能帮助压力状态下的人戒烟对于治疗青少注意力障碍的缓释型胍法辛s医药要向安斯顿和耶鲁大学支付专利费但对于治疗成人的普通胍法辛却不支付专利费。此外许多实验室已经证实放松、深呼吸、冥思等行为疗法也能降低压力的影响。
我们如何才能控制自己呢？或许了解了大脑在压力下的反应模式我们就能够增强自身的控制力。下次当你参加考试或进行公开演讲大脑一片空白时你就可以暗示自己：“这是大脑想让我虎口脱险。”这样即使你找不到正确的答案或者是恰当的词语你的脸上也会洋溢出满足的笑容。
参考资料：
s s p t i p c sf a f t an r n v –; j
c’ r w i f: y m y m y f s h t r p
p c n c: k svss a f t ai jd n vn –;