今天的大腦是昂貴的——從代謝角度來說,確實如此。以磅為單位,人腦需要大量的能量來支援其最近進化出的語言和社交技能。現在一項研究提供了一些首批強有力的證據,表明我們代謝成本高昂的大腦的快速發展可能導致了一個不幸的副產品:當能量問題出現時,結果可能是精神分裂症。
沒有人確切知道是什麼導致了精神分裂症,這是一種以精神病和嚴重的認知障礙為特徵的衰弱性疾病。一種理論認為,這是我們大腦高代謝的結果,這種理論已經存在多年了——但直到現在,科學家們還沒有開發出一種方法來檢驗它。
在這項新研究中——進化遺傳學和醫學的罕見結合——來自中國、德國和英國的研究人員比較了基因表達(體內某些基因何時何地活躍)和代謝物(對代謝過程至關重要的小分子)的濃度,在沒有精神分裂症的人的死後大腦中與黑猩猩、獼猴和人類精神分裂症患者的大腦中的情況進行了比較。他們確定,在精神分裂症中發生改變的基因和代謝物似乎在最近的人類進化中發生了快速變化。更重要的是,它們與能量代謝有關。
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根據該研究的合著者、上海馬克斯·普朗克/中國科學院計算生物學研究所的進化生物學家Philipp Khaitovich的說法,由於這些變化可能發生在最近(在進化尺度上),我們可能尚未開發出應對出現的能量問題的方法。Khaitovich認為,大腦可能在其能量調節能力的極限下運作,因此很容易出現問題,就像精神分裂症的情況一樣。
科羅拉多大學博爾德分校的進化行為遺傳學家Matthew Keller說,這項研究可能開始解釋為什麼存在精神分裂症,但不一定解釋為什麼有些人比其他人更容易患精神分裂症,他沒有參與這項研究。
Khaitovich同意這項工作只是對造成我們獨特人類能力的機制的驚鴻一瞥,但這些發現確實使代謝成為未來研究的焦點。他說,一旦我們瞭解是什麼使我們的大腦與眾不同,我們就可以開始瞭解精神分裂症出了什麼問題。
注意:本文最初以標題“精神分裂症的根源”發表。