美國精神健康主管:精神病學必須認真對待數學

美國國家精神衛生研究所新任所長約書亞·戈登表示,他將專注於快速見效的成果、大腦回路和數學的嚴謹性

美國國家精神衛生研究所(NIMH)迎來了一位新所長。9月12日,精神病學家約書亞·戈登接管了該研究所,該研究所的預算為15億美元。他此前在紐約哥倫比亞大學研究基因如何透過作用於神經迴路使人易患精神疾病。他的前任托馬斯·因塞爾離開了NIMH,於2015年加入谷歌母公司Alphabet旗下的初創公司Verily Life Sciences。戈登表示,他在NIMH的首要任務將包括“唾手可得的臨床成果、神經迴路和數學——大量的數學”,並向《自然》雜誌詳細解釋了這意味著什麼。

您計劃在您上任的第一年取得什麼成就?
我不會做任何激進的事情。我只是要傾聽並學習所有利益相關者的意見——科學界、公眾、消費者權益倡導團體和其他政府部門。

但我可以概括地說兩點。在過去的二十年裡,我的兩位前任,史蒂夫·海曼[現任馬薩諸塞州劍橋市博德研究所斯坦利精神病學研究中心主任]和湯姆·因塞爾,將精神疾病是大腦疾病的理念根植於NIMH,並且為了在治療方面取得進展,我們確實必須瞭解大腦。我將絕對繼續這一傳統。這並不意味著我們忽視了環境和社會互動在精神健康中的重要作用——我們知道它們具有根本性的影響。但這種影響作用於大腦。其次,我將思考如何構建NIMH的研究,使其在短期、中期和長期都能獲得回報。


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自從您在2001年完成住院醫師實習期以來,神經科學發生了哪些變化?
觀察和改變神經元子集活動(例如光遺傳學)的強大工具的出現是變革性的。它使我們能夠解決神經迴路如何產生行為的問題——這種研究方法可能很快會為精神疾病帶來新的治療方法。

您認為NIMH最近的哪些專案特別令人興奮?
其中之一是人類連線組計劃。該專案掃描了一千多名健康人的大腦,以生成他們神經迴路的個體圖譜,即他們大腦中解釋其特定個性的“線路”。在NIMH,我們建立了由科學界設計的標準化資料庫來儲存這些資訊。人類連線組計劃將成為該領域的一項巨大資源——可能不像人類基因組計劃那樣具有影響力,但在那個規模上,我認為是的。

一個值得同樣關注但可能沒有受到關注的臨床專案是針對面臨首次精神病發作的個體的協調專業護理專案。一些小型研究表明,協調不同的臨床和社會支援計劃有助於個人更好地應對。

這是您所說的唾手可得的成果的一個例子嗎?
是的。我們現在正在尋找類似的重大臨床問題,這些問題存在良好的、循證的干預措施,但尚未被廣泛採用。例如,我們有一系列篩查工具,我們認為這些工具可以幫助降低美國的自殺率,美國的自殺率一直在上升,原因尚不清楚。將普遍的自殺意念篩查納入所有急診室的常規事項可能是有利的。人們經常因自殺未遂造成的傷害出現在急診室,但不承認這一點——除非他們被明確詢問。

那麼中期回報呢?
神經迴路可能會在10到15年內帶來治療方法。我們尚不確切知道我們想要修改哪些迴路來治療人類的精神疾病。但現在是開始思考我們需要哪些工具才能使這種轉化步驟成為可能並對其進行投資的時候了。

大多數關於神經迴路的工作都是在轉基因小鼠身上完成的,在轉基因小鼠身上,使用光遺傳學等工具相對容易地控制特定大腦區域中少量非常特定細胞的活動。我們需要安全的人類方法。我們是否應該考慮可以使用病毒來定向和改變特定神經元活動的方法?或者我們是否應該考慮使用經顱磁刺激深部腦刺激等方法間接刺激或抑制這些細胞?

那麼長期來看呢?
從長遠來看,真正改變精神衛生保健的變革性治療將取決於我們學習大腦作為一個整體是如何運作的。我們都傾向於將大腦的巨大複雜性簡化為可以理解的塊。但是,要理解和利用這種複雜性,我們需要能夠將我們所知道的一切,從分子生物學到行為學,整合到我們的大腦工作模型中。這需要嚴謹的數學。神經元的結構如何影響其融入迴路?該回路如何影響其所屬的神經系統?這些神經系統中的動態活動如何驅動行為?充分表徵這些水平中的每一個,然後跨尺度整合它們,需要大多數人(包括我自己)尚未真正應用於該問題的數學嚴謹性。

對於神經科學家來說,數學難道不會變得非常困難嗎?
這並不那麼困難——我不是說我們需要弦理論家!這只是學生接受適當數學培訓的問題。未來,我希望每位實驗學家也將成為理論家。但在現階段,我們需要鼓勵實驗神經生物學家與理論家、數學家或物理學家建立長期的跨學科合作。

我們需要將更多的數學注入到NIMH投資組合的每個層面。數學也可以在精神病學中產生短期影響,例如預測個體對藥物的反應以及更普遍地提高精準醫療水平。

在轉向基於迴路的方法的過程中,NIMH 引入了研究領域標準(RDoC),該標準鼓勵臨床研究人員研究特定行為,而不是廣泛的診斷。它非常不受歡迎:您會繼續維持它嗎?
臨床神經科學通常試圖確定抑鬱症等診斷背後的神經生物學基礎。但這並沒有讓我們取得很大進展。也許如果我們轉而嘗試理解各種行為領域(例如冷漠)背後的神經生物學,我們將獲得更好的見解。我將RDoC視為一種可能非常有價值的東西,我可能會保留它——儘管可能需要進行一些調整才能從中提取最大的價值。

非人靈長類動物在神經科學研究中仍然是必要的嗎?
我們的大部分大腦知識都是在小鼠身上獲得的。我很難相信,如果我們不透過具有更發達的前額葉皮層和更大大腦的中間物種,我們就真的能夠將我們在小鼠身上獲得的知識轉化為人類新療法的設計。所以不幸的是,是的,我認為我們仍然需要使用非人靈長類動物。但我們需要明智地這樣做——動物的福利是根本的,我們需要儘量減少我們使用的所有動物的數量。

本文經許可轉載,並於首次發表於2016年10月26日。

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