自從高中三年級以來，凱·雷德菲爾德·賈米森就一直經歷著數天甚至數週的精力爆發期。她會整夜不睡，有時甚至連續幾周，感到欣快和富有成效。她會變得活潑、外向和衝動。她會做出奇怪的購買——一天買一個填充狐狸，第二天買一打蛇咬傷急救箱。
然後，突然之間，這一切都會結束，賈米森會陷入黑暗。她會對工作、朋友和愛好失去興趣。她會感到無精打采、筋疲力盡和完全孤獨。在這些時期，死亡和腐朽的想法困擾著她。不止一次，她曾想過自殺。“從我早上醒來到晚上睡覺，我都感到難以忍受的痛苦，似乎無法感受到任何快樂，”她在她的回憶錄《躁鬱之心》（阿爾弗雷德·A·克諾夫出版社，1995年）中寫道。
60歲的賈米森長期以來一直在與雙相情感障礙（也稱為躁鬱症）的極端情緒波動作鬥爭。2%到3%的美國成年人與她有著同樣的痛苦。像賈米森一樣，他們在躁狂期（他們欣喜若狂、精力充沛）和抑鬱期（他們悲傷、沮喪，幾乎無法正常工作）之間劇烈波動。這些行為和情緒的劇烈波動會破壞婚姻，損害工作或學業表現，並經常導致自殺。
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在醫生的建議下，1974年，賈米森開始服用鋰鹽，一種所謂的“情緒穩定劑”。起初，她斷斷續續地吃藥。她不喜歡它的麻煩的副作用，包括肢體顫抖、口齒不清和噁心，但最主要的是她懷念以前那種令人陶醉的興奮感。在一次自殺未遂後，她終於決定堅持治療，她的情緒在很大程度上變得穩定。她現在是約翰·霍普金斯大學醫學院的精神病學教授。她的專長：困擾她的疾病。
像賈米森一樣，成千上萬的人將他們的精神穩定歸功於鹼金屬鋰。患者服用這種元素的鹽，如碳酸鋰、硫酸鋰或檸檬酸鋰，這些鹽在體內分解成離子，包括帶正電的鋰離子Li+，這被認為是活性成分。在大約三分之二的患者中，這種治療成功地抑制了他們劇烈的情緒波動。
這種藥物的獨特之處在於它能顯著降低躁鬱症和其他情緒障礙患者的自殺率。高達15%的患者最終自殺身亡。牛津大學的約翰·格德斯和他的同事在2005年的一份報告中分析了數十項關於該藥物療效的研究結果，結果表明，鋰可以預防約60%的此類悲劇。
對於許多雙相情感障礙患者來說，鋰可能不僅僅是一種神奇藥物。對鋰在大腦中作用的新研究表明，它的作用可能不僅限於改變神經細胞對刺激的反應方式。它還可能促進腦細胞存活。如果這些初步發現成立，醫生將來可能會開這種藥來治療各種神經系統疾病。
含鹽鎮靜劑
鋰作為精神藥物的力量最早在20世紀40年代被發現，當時澳大利亞精神病學家約翰·凱德想知道，當時被稱為躁狂症的疾病是否可能是由正常身體產物（如尿液中的產物）中毒引起的。為了檢驗這個奇特的想法，他給豚鼠注射了尿酸鋰，這是最簡單的尿酸鹽中最可溶的一種。他發現這種鹽沒有毒性，反而似乎使動物更平靜。當凱德在10名躁狂症患者身上測試尿酸鋰時，他們都變得同樣鎮靜。
凱德的報告於1949年發表在《澳大利亞醫學雜誌》上，直到1952年丹麥研究員莫根斯·舒偶然看到它才引起注意。為了為凱德關於鋰可以安撫躁狂症患者的假設尋求更可靠的支援，舒和他在奧胡斯大學的同事進行了首次精神藥物對照研究。他們治療了一組躁狂症患者，其中一些人使用鋰，另一些人使用安慰劑，發現鋰在治療該疾病方面確實比安慰劑更有效，他們於1954年發表了這一結果。
醫學界並沒有立即接受鋰或舒的工作。遲至20世紀60年代，許多科學家和醫生在科學文獻中攻擊舒和他的發現。這種新藥在美國尤其困難，因為氯化鋰在20世紀40年代曾被用作代鹽品，而有毒劑量導致幾名心臟病患者死亡。在美國，它的使用被禁止，直到哥倫比亞大學內外科醫學院的精神藥理學家羅納德·菲維在20世紀60年代中期至後期對鋰進行了一系列嚴格的研究。菲維的工作最終促成了鋰在1970年被批准為美國藥物。
促進腦物質
在鋰的力量被認可後的許多年裡，神經科學家仍然不清楚這種藥物是如何抑制雙相情感障礙患者的激情的。許多人認為，它以某種方式改變了大腦中神經遞質（化學信使）的水平，從而糾正了被認為是情緒障礙基礎的化學失衡。儘管這種理論仍然被認為是部分正確的，但它並不能完全解釋鋰對神經元的作用。例如，儘管鋰在幾小時內迅速改變神經遞質濃度，但需要一週或更長時間才能緩解抑鬱症狀。
在20世紀80年代，許多研究人員擁護這樣一種觀點，即鋰透過抑制肌醇（一種糖）的產生來發揮作用，肌醇構成細胞內許多重要訊號分子的骨架。鋰降低了培養細胞和小鼠大腦中肌醇的濃度。例如，這種缺陷可能會改變神經元對來自另一個神經元的化學訊號的反應方式。然而，尚不清楚雙相情感障礙患者的肌醇水平是否過高，也沒有人能夠證明鋰的作用是肌醇減少的結果。
在過去的幾年裡，研究人員開始追逐鋰的不同分子靶點，這些靶點不僅控制神經元訊號傳導，還控制細胞存活。例如，鋰有助於阻止興奮性神經遞質穀氨酸的潛在致命作用；它還抑制一種名為糖原合成酶激酶-3 (GSK-3) 的酶，這種酶會啟動導致細胞死亡的事件[見下頁方框]。透過這樣做，鋰可能有助於增加大腦中神經元的數量。
相對於正常人，雙相情感障礙患者的灰質明顯較少，灰質主要由神經元細胞體組成。根據大腦區域的不同，短缺量高達30%，要麼是因為神經細胞已經死亡，要麼是因為它們根本沒有發育。鋰似乎確實在一定程度上增加了神經元的數量。一組由精神病學家侯賽尼·曼吉（現任職於美國國立精神衛生研究院 (NIMH)）領導的研究人員使用腦成像技術測量了雙相情感障礙患者在接受鋰治療四周前後的灰質體積。他們在2000年報告說，鋰治療後，總體灰質體積增加了多達8%。這種效果在特定的大腦區域可能更明顯。在小鼠中，曼吉和他的同事報告說，這種藥物使海馬體（一個與記憶有關的區域）中神經元的數量增加了25%。
精神創傷的慰藉？
這些研究使研究人員想知道，鋰是否可能有效地治療經典的神經退行性疾病，如阿爾茨海默病或亨廷頓病，以及其他導致神經元死亡的問題，如中風。到目前為止，少數動物和早期人體研究支援這一觀點。
例如，禮來研究所（位於印第安納波利斯）的袁蘇領導的一個研究小組發現，鋰消除了或減少了基因易患該疾病的小鼠大腦中阿爾茨海默病的某些標誌。人們認為，鋰透過部分抑制GSK-3來阻止阿爾茨海默病程序，如大腦中斑塊的積累。
此外，初步資料表明，長期服用鋰的雙相情感障礙患者可能比未服用該藥物的人更不容易患上阿爾茨海默病。在2006年對訪問日本大分大學醫學部診所的1423名老年門診病人的醫療記錄進行的一項研究中，接受鋰治療的患者在精神功能測試中的得分高於與他們同年齡和性別的從未服用過鋰的人。但英國南安普頓大學的尼克·鄧恩和他的同事在2005年進行的一項研究卻指向了相反的方向。鄧恩的團隊發現，服用鋰的患者實際上比其他人更有可能患上痴呆症。
這些矛盾的結果突顯了該領域的早期階段。“這些都是驚人的發現，”德國弗萊堡大學醫學中心的精神病學研究員迪特里希·範·卡爾克說。但範·卡爾克警告說，服用鋰來預防阿爾茨海默病症狀將是“過分的”。
至少有一項針對大鼠的研究表明，鋰也可能改善亨廷頓病的破壞性症狀，在這種疾病中，紋狀體（大腦中參與運動計劃和控制的區域）中的細胞死亡會導致無法控制的痙攣性運動。後來，進一步的神經元死亡會降低更高的思維和記憶功能。美國國立精神衛生研究院的神經生物學家張德茂和他的同事透過將喹啉酸注入齧齒動物的紋狀體來模擬早期亨廷頓病，喹啉酸會引發神經元死亡。2004年，張的研究小組報告說，在酸處理前後接受鋰治療的大鼠比僅接受酸處理的大鼠損失的神經元明顯更少。鋰阻止了細胞自殺訊號，並且似乎還刺激了神經元的增殖。
抵抗死亡
如果鋰可以減輕細胞死亡，它也可能有助於減少中風造成的損害，中風是指大腦動脈破裂或阻塞後腦細胞死亡。隨著血液供應減少，細胞會因缺氧而飢餓。反過來，這種飢餓被認為會誘導穀氨酸的過度釋放，從而過度刺激其他神經細胞上的某些受體，並引發最終導致細胞死亡的一系列事件。鋰可能干擾這個致命的過程，部分是透過結合和滅活NMDA來實現的，NMDA是通常對穀氨酸作出反應的受體。
事實上，大鼠研究表明，這種藥物可能會大大減少中風後的大腦損傷。張的研究小組表明，鋰治療減少了實驗性中風大鼠的大腦損傷和神經系統問題。研究人員在2003年報告說，如果大鼠在腦損傷後三小時內接受鋰治療，則鋰是有效的。因此，該製劑可能作為中風的急性治療方法，以及限制有中風風險的患者的損傷的方法。
透過類似的方法，如果在放射治療前服用鋰，它也可能降低腦腫瘤放射治療對大腦造成損害的風險。放射會損害神經細胞，尤其是大腦海馬體中的神經細胞。範德比爾特大學的腫瘤學家丹尼斯·哈拉漢和他的同事在2006年報告說，在放射照射前給大鼠服用鋰可以保護齧齒動物免受海馬體神經元死亡的影響，並相對於未接受鋰的照射大鼠，保持了動物在精神功能測試（如迷宮導航）中的表現。
鋰的其他令人驚訝的用途包括預防精神分裂症。最近的研究表明，精神分裂症可能源於某些腦細胞的丟失和其他腦細胞未能生長和發育——鋰可能可以抵消這一過程。支援這一假設的資料來自澳大利亞墨爾本大學的精神病學家格雷戈爾·伯傑。伯傑和他的同事用鋰治療了30名患精神分裂症或其他精神病的高遺傳風險的年輕人一年或更長時間。從統計學上講，四分之一的受試者現在應該已經開始出現精神分裂症的跡象，但伯傑的患者中沒有一人表現出任何疾病症狀，這暗示鋰可能具有預防作用。
儘管如此，鋰在這些不同疾病中的前景必須在進一步的研究（最終是在人體中進行的大型研究）中得到證實，然後才能將其視為除雙相情感障礙以外的任何疾病的療法。“這在未來還很遙遠，”柏林夏裡特醫學院研究情緒障礙的精神病學研究員邁克爾·鮑爾警告說。不僅迄今為止的發現大多數情況下都非常初步，而且鋰也可能是有毒的。對於某些患者來說，該物質的治療劑量非常接近有毒劑量。醫生必須密切監測患者血液中的鋰水平，以最大限度地減少副作用，如手顫、口乾、體重增加、視力模糊、意識模糊和癲癇發作。
但也許鋰最大的不利因素是其自身的特性。作為一種化學元素，它不能申請專利，也無法為製藥公司帶來利潤。因此，製藥公司的高管不願意花費數百萬美元用於證明其在各種神經系統疾病中的療效所需的臨床試驗。“[製藥公司]想出售他們自己的物質，”鮑爾指出，行業科學家正試圖開發這種金屬的可專利仿製品。在某些方面，這似乎是一種代價高昂的重複，因為天然材料效果很好。賈米森就是證明。她在《躁鬱之心》中寫道，沒有這種藥物，“我將不斷地受制於精神之海的巨大運動；毫無疑問，我將死去或精神錯亂。”