我們的主人公搬到了大城市，尋求更好的生活。這是一個經典且日益普遍的故事。現在，世界上一半以上的人口居住在都市，到2050年，這個數字很可能躍升至三分之二。特別是中國的特大城市正在推動這一趨勢，每年新增居民超過1000萬。從歷史上看，城市化帶來了巨大的變化——文藝復興、工業革命、全球化。然而，這種城市遷移代表了人類有史以來最 Dramatic 的環境轉變之一。因此，人們可能會忍不住問：我們如何適應我們的新居？
乍一看，用灰色網格換取綠地似乎是一種進步。平均而言，城裡人比鄉下人擁有更多的錢、更好的食物和更多的醫療保健機會。但另一方面，最近的研究表明，記憶力和注意力可能會在城市環境中受到影響，心理學家早就知道城市生活會帶來情感上的代價。城市居民更容易患焦慮症和抑鬱症，而且在城市長大的居民中，患精神分裂症的風險會急劇增加。一些研究人員計算出，與農村和郊區的同齡人相比，在城市出生的兒童面臨患嚴重情緒障礙的風險是他們的兩倍，甚至三倍。
這些統計資料可能不會讓疲憊的早晚高峰通勤者感到驚訝，但它們也不容易解釋。流行病學家已經排除了最明顯的答案——即，有患情緒障礙風險的人更容易被城市地區吸引。相反，都市生活的某些方面似乎使大腦傾向於精神疾病。許多可能的罪魁禍首正在調查中，其中包括噪音、汙染和社會壓力，包括更大的競爭和較弱的社群聯絡。
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幾項調查表明，最後一個因素，社會壓力，尤其有害。我們在德國曼海姆中央心理健康研究所的工作證實了這一觀點，並提供了第一個神經生物學機制來解釋它。在一系列研究中，我的同事和我發現了證據，表明城市生活的社會壓力會啟用大腦中特定的壓力迴路——已知這些迴路會在情緒障礙和其他精神疾病中出錯。也許通過了解這種機制及其在精神疾病病因學中的作用，我們可以找到干預方法，使城市更宜居。
城市壓力
許多研究證實了社會壓力與精神疾病之間的聯絡。 2010年，斯坦利·扎米特及其在威爾士卡迪夫大學的同事追蹤了瑞典20萬人的精神分裂症起源。他們發現了一系列促成因素，所有這些因素在城市環境中都越來越有效。但總的來說，那些認為自己被孤立的人——例如移民——面臨的風險明顯更大。 這種研究非常寶貴，但依賴於粗略的指標：臨床診斷的精神病患者的頻率。為了尋找城市生活壓力與情緒不穩定之間更微妙的聯絡，我的同事和我轉向了功能性磁共振斷層掃描，這是一種透過血氧水平監測大腦活動的方法。
2011年，我們記錄了32名德國大學生的腦活動，這些學生來自大城市、城鎮或鄉村。當我們的受試者進行一系列腦筋急轉彎時，我們故意讓他們感到壓力。例如，在掃描器內部，每位志願者都看到了一個虛假的績效計，該績效計表明他們與其他人相比表現不佳。與此同時，我們中的一個人告誡他們要更加努力，以免他們破壞實驗。我們的詭計奏效了。我們不僅檢測到參與者的心率、血壓和應激激素水平升高，而且在測試之後——當我們告訴他們我們正在做什麼時——他們證實他們確實感到壓力。
正如預期的那樣，這種壓力體驗激活了大腦中的許多區域。然而，令人驚訝的是，我們發現了一個特定的區域，杏仁核，其在壓力下的活動與受試者的住址完全匹配：他們的家庭環境越城市化，他們的杏仁核就越活躍。這個櫻桃大小的結構，位於顳葉深處，充當某種危險感測器，提示“戰鬥或逃跑”反應。它還調節諸如恐懼之類的情緒。在我們的研究中，杏仁核似乎對村民的壓力幾乎免疫，並且在來自小城鎮的人中僅適度活躍。對於大城市居民來說，壓力使其超速運轉。
我們沒有預料到如此強的相關性，因此我們重複了該實驗，在略有不同的壓力條件下對另外70名測試物件進行了測試。同樣，我們看到了相同的模式。在每個實驗中，我們都可以僅透過腦部掃描輕鬆識別城市居民：城市生活在他們所有人的杏仁核中都留下了明顯的過度活躍的痕跡。這一發現至少揭示了城市壓力可能導致精神疾病的一種方式。在患有抑鬱症和焦慮症的患者中也觀察到高速運轉的杏仁核。當然，並非所有城市居民都會屈服於情緒障礙，但我們推測，這種大腦區域的長期過度刺激會使某些人面臨更高的風險。
完全相同的機制可能至少在引發暴力行為中起著很小的作用。暴力本身不是精神病學診斷；它是由極其複雜的因素相互作用造成的。即便如此，來自美國、德國和其他地方的資料證實，暴力在城市中是一個更大的問題，並且一些調查線索將暴力行為與杏仁核的過度刺激聯絡起來。
城市成長環境
我們想跟進另一個重要的觀察結果——即在城市出生和長大的人患精神分裂症的風險增加。我們分析了上述相同的受試者，並使用一個簡單的分數來量化他們早期的城市暴露程度：我們為他們童年時期在城市居住的每一年分配三分，城鎮每一年分配兩分，鄉村生活每一年分配一分。同樣，我們發現了一個特定的腦區——膝下前扣帶皮層 (pACC)——其在壓力下的活動水平反映了城市得分。在城市長大時間最長的受試者在壓力下表現出最高的 pACC 活動水平。我們的第二組 70 名學生的實驗也顯示了 pACC 啟用與城市成長環境之間的相同相關性。
這一發現並不完全令人驚訝。 pACC 和杏仁核緊密相連。研究表明，pACC 有助於抑制杏仁核的活動。如果 pACC 在城市成長過程中因長期刺激而受損，那麼它可能無法抑制城市成年人過度活躍的杏仁核。如果同一個成年人免受社會壓力，這種缺陷可能永遠不會顯現出來。事實上，我們給對照組做了腦筋急轉彎，沒有任何壓力，並且發現童年環境與杏仁核或 pACC 的活動之間沒有關聯。
其他研究支援了這一觀點。包括日本富山大學的 Takahashi Tsutomu 在內的多位研究人員發現精神分裂症患者的 pACC 結構發生了變化。值得注意的是，這些改變也表現在那些患該疾病的遺傳風險增加的人群中，在他們表現出任何精神病症狀之前。同樣，我們與美國國家心理健康研究所的 Daniel Weinberger 及其同事合作，發現在患情緒障礙遺傳風險增加但精神健康的人群中，pACC 和杏仁核之間存在功能失調的反饋。
依靠我
我們的資料顯示，一個人在城市居住的時間越長，他們的杏仁核和 pACC 之間的交流就越少。然後，基因和其他因素引導城市居民更接近患上精神分裂症、焦慮症、抑鬱症或暴力傾向。幸運的是，科學家們已經發現了加強這兩個腦區之間反饋的機制。 2011 年，馬薩諸塞州總醫院的 Lisa Feldman Barrett 及其同事報告稱，杏仁核的體積隨著一個人朋友圈的大小而增加。我們的團隊發現，加壓素——除其他作用外，它在結合時刻釋放——會降低扣帶皮層區域（包括 pACC）的活動，並增強對杏仁核的反饋。
這些研究突出了一個有據可查的事實，即緊密的朋友和家人網路可以使我們免受壓力最具破壞性的影響，但這並不是全部。缺乏綠地、噪音和其他環境因素也可能導致 pACC 和杏仁核功能障礙，我們計劃在未來的影像學測試中探討這種可能性。此類研究可能會產生深遠的影響：如果更多的人出生在農村環境中，則可能避免近三分之一的精神分裂症病例。這裡面存在一個悖論：如果我們不將鄉村城市化，我們就無法根據這種洞察力採取行動。但我們可以嘗試設計我們的城市，使其促進情緒健康。透過這種方式，我們可以瞄準精神病學的真正目標，即預防嚴重的情緒障礙，而不僅僅是治療它們。