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在印第安納波利斯的印第安納醫學歷史博物館中，存放著抽血箱、乙醚吸入器、袋鼠肌腱縫線和其他文物，其中還有數百個裝滿渾濁黃色液體和人類大腦碎塊的磨損的罐頭瓶。
直到20世紀60年代末，該博物館還是印第安納州中部精神病院的病理學部門。這些瓶子中的大腦碎片是在1896年至1938年間對患者進行屍檢時收集的。大多數罐子都放在架子上，直到2010年夏天，印第安納大學醫學院的病理學家喬治·桑達斯基開始開啟蓋子。
桑達斯基是博物館董事會成員，他因缺乏精神疾病患者的死後大腦捐贈而感到沮喪，因此抓住機會在這個被忽視的藏品中尋找導致精神障礙的基因。
桑達斯基並非孤軍奮戰。現在有幾個研究小組正在尋求方法，挖掘舊的、經常被遺忘的組織檔案中隱藏的遺傳和其他資訊——其中一小部分可以在美國找到，而在歐洲則更多。雖然存在一些技術障礙，但如果能夠克服這些障礙，這些檔案將提供一些優勢。除了在屍檢數量下降的情況下提供難以獲取的組織外，這些老舊的大腦未受現代精神藥物的汙染，而且通常配有詳細的臨床記錄，有助於研究人員做出更準確的事後診斷。
加州理工學院生物學教授約翰·奧爾曼說：“全國各地可能有很多這樣的藏品，它們來自州立醫院。” “這是一種未開發的資源。如果經過精心規劃並獲得合理的資金支援，它可能會成為非常有價值的東西。”
火棉膠溶液
根據美國國家心理健康研究所（NIMH）神經病理學部主任喬爾·克萊恩曼的說法，目前美國約有十幾個機構接收精神分裂症患者的死後大腦捐贈；他們總共持有大約700個大腦。他的研究所擁有的藏品是最大的之一，有232個大腦。但他表示，並非每個人都能輕易獲得這些現代樣本。“這些機構花費了大量資金收集這些樣本，他們不會輕易放棄它們。”
一些研究人員轉而利用更古老的大腦藏品，特別是用於解剖學研究，例如測量白質和灰質的相對大小或計算神經元。馬里蘭州銀泉的國家健康和醫學博物館就儲存著這樣一個古老的大腦藏品：數千個幾十年前的人類大腦標本，其中許多最初來自華盛頓特區的精神病機構聖伊麗莎白醫院。
許多樣本儲存在火棉膠中，火棉膠是一種堅硬、有彈性的高度易燃纖維素。該博物館的神經解剖學藏品管理員阿奇·福布斯說：“使用火棉膠的好處是組織收縮非常小，而且可以在顯微鏡下非常清楚地看到[組織和細胞]結構。”
但正如桑達斯基的團隊發現的那樣，使用火棉膠覆蓋的樣本進行基因分析要困難得多。
他們的藏品包括來自大約1400例屍檢的大腦、心臟、肝臟和脾臟組織，其中95例被標記為“早發性痴呆”，這是一種類似於精神分裂症的過時診斷。患者死後，大多數屍體被轉移到整個建築物內安裝的金屬冰櫃中，然後在24小時內進行屍檢。
許多固定在火棉膠中的樣本也漂浮在可能是甲醛或酒精的液體防腐劑中。桑達斯基說，如果有人從罐子裡舀出一個凝膠狀的塊扔到牆上，它可能會像橡皮球一樣彈跳起來。
在2010年夏天，他的團隊嘗試用幾種不同的化學混合物分解防腐劑，但沒有成功。他們感到沮喪，於是暫停了這項研究，並將樣本擱置一旁——或者說，將它們冷藏在零下180攝氏度的液氮罐中。
但是九個月後，在2011年夏天，研究人員決定再次嘗試進行分析。當他們取出樣本時，火棉膠已經分解成小珠。然而，經過幾次化學清洗後，研究人員成功地從組織中提取了DNA。
桑達斯基不確切知道為什麼這種方法有效，而且它尚未經過同行評審。但他表示，DNA的質量很高：“我完全、完全震驚了。”
美國國家心理健康研究所的神經病理學家瑪麗·赫爾曼自1962年以來一直在檢查大腦，她表示，如果經過獨立小組的驗證，桑達斯基的技術將很有用，因為許多舊的標本，從大腦到腫瘤到動物，都儲存在火棉膠中。到20世紀70年代，大多數研究人員轉而使用石蠟，因為火棉膠的易燃性使其在工作時有些危險。
赫爾曼說，用火棉膠包裹的大腦的用途“取決於它們是否得到了良好的照顧和儲存。需要進行一些維護。” 例如，甲醛可能會被細菌汙染。“舊的火棉膠標本中的DNA質量需要仔細評估。”
診斷困境
作為原理驗證，桑達斯基首先篩選DNA中一些研究人員已經在血液研究中發現與精神分裂症相關的遺傳缺陷。到目前為止，尋找精神疾病的遺傳罪魁禍首的研究尚未得出結論，令人失望，促使研究人員儘可能多地收集資料，這也是被忽視的舊大腦藏品如此有價值的原因之一。他還計劃尋找RNA，RNA是在基因被啟用時產生的。DNA分析揭示了寫入人體基因組的基因突變，而RNA分析則揭示了哪些基因與一般人群相比處於活躍的過度表達或表達不足狀態。
然而，其他幾位專家對桑達斯基能夠提取RNA表示懷疑；這種脆弱的分子比DNA降解得更快。巴爾的摩利伯腦發育研究所的研究員卡洛·科蘭圖尼說：“如果說DNA像拿著一塊石頭，那麼RNA就像拿著一個酒杯。”
不過，DNA本身可能就很有趣。研究人員正在瞭解到，一個人的DNA在血細胞和腦細胞中並不總是相同的。例如，有時在受孕後，某些組織中會出現大型的基因組缺失和重複——稱為複製數變異，或CNV。哈佛大學腦組織資源中心主任弗朗辛·貝恩斯說，她在儲存在石蠟中的20年精神分裂症大腦中發現了不同腦區域之間有趣的CNV差異。這些差異可能反映了可能導致精神分裂症的非典型大腦發育。
一方面，根據幾位專家的說法，舊的臨床診斷與現代診斷不符，這可能會使比較來自舊大腦和新大腦的資料變得困難。另一方面，一百年前的臨床記錄通常比現代記錄更具描述性。在20世紀初，患者經常被限制在機構中，並且比今天的患者受到更密切的關注，這使精神科醫生有機會記錄親密的細節。桑達斯基說：“例如，一條記錄描述了一位女患者在幾周內吃掉了掃帚裡的所有纖維。”
悉尼大學腦腫瘤研究主席曼努埃爾·格雷伯說：“有些舊病例在質量方面非常好。” 1997年，他在慕尼黑大學的地下室裡發現了第一位描述的阿爾茨海默病患者的91年曆史的大腦組織切片。他的團隊證實了該疾病的典型斑塊和纏結，並對該組織進行了DNA測試。“這些是細緻的科學家。這令人鼓舞。”
1896年印第安納州精神病院的病理學大樓開放時，《印第安納波利斯哨兵報》刊登了一則公告。一位當地醫生在其中描述了該實驗室的目的：“為了更清楚地瞭解精神疾病，這必然會導致比現在可能的更高的治癒率。” 至少，這個目標得到了完美的保留。