本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
歡迎本月的Scicurious 客座作家，Phil Corlett！！
我們經常區分大腦和體力，區分思想和身體。但這種身心二元論實際上並不存在。相反，我們的身體塑造我們大腦的工作方式，反之亦然。而免疫系統可能是身體和大腦之間的交匯點。
大腦和免疫系統各自都有自我意識：一個用於認知、感知和行動，另一個用於保護身體免受感染。兩者都必須識別什麼是“它們”的身體，什麼不是。如果心理上的自我意識受到干擾，我們可能會感覺我們的行為是由另一個主體發起的。如果免疫上的“自我”意識受到干擾，我們的免疫系統可能會開始攻擊我們的身體。
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新年伊始，利茲醫院報告稱，他們在英國進行了首例手移植手術。這項非凡的手術包括將捐贈者手部的骨骼移植到接受者的手臂上，縫合神經組織，連線迴圈系統，並在手和接受者之間建立物理連線。英國接受者馬克·卡希爾說：“當我看著它並移動它時，感覺就像是我的手”。並非所有患者都有如此好的結果，例如，第一例手移植（在紐西蘭進行）的接受者最終要求移除他的新手。即使它運作良好，並且他的免疫系統沒有排斥這隻手，但膚色不匹配，而且“感覺像一隻死人的手”。看來，僅僅阻止接受者的免疫系統排斥肢體是不夠的。我們可能還需要心理上的連線才能成功地接受新手。
我們需要了解這種自我意識是如何產生的，以便在它受到干擾時做出反應。科學家們使用一種您可能會在魔術師的道具中而不是在實驗室中找到的裝置來探索我們的自我意識。使用一隻假橡膠右手、一個螢幕和兩支畫筆，我可以創造出一個令人信服的幻覺，即假手實際上是你身體的一部分。
首先，我將您的真右手放在屏幕後面。然後，我將橡膠右手放在螢幕的另一側，在您的視野範圍內。最後，我拿起兩支畫筆，同時撓您的右手和橡膠手的食指。如果您看到橡膠手被畫筆撓癢癢，您很可能會開始感覺到橡膠手屬於您，您手和橡膠手之間的距離更短，更客觀地說，如果我威脅要刺傷橡膠手，您的真身會畏縮 (1)。橡膠手已經成為您“自我”的一部分。
大腦產生並使用自我意識。免疫系統也是如此。我們如何知道這兩個系統會相互溝通？鑑於橡膠手可以被感知為自我的一部分，免疫系統會在幻覺過程中做出反應嗎？組胺是先天免疫系統活性的指標——先天免疫系統是識別感染部位、將免疫細胞募集到這些部位（透過稱為細胞因子的化學信使）的第一道防線，並在人類中啟用其對應物，即適應性免疫系統，以啟動更持久的免疫反應。根據經典免疫學，適應性免疫系統可以潛在地感知任何非自身物質。它擁有大量的抗體，並會觸發對它實際感知的任何物質的破壞。這種感知涉及抗體與外來物體（稱為抗原）上的小蛋白質的結合。抗原被識別為非自身並受到攻擊。那麼，免疫系統在橡膠手幻覺過程中是如何反應的呢？它是否更活躍？由於橡膠手現在是自我的一部分，它會針對真手嗎？
來自澳大利亞神經科學研究所的 Nadia Barnsley、Lorimer Moseley 及其同事測量了真身部位（即被橡膠手取代的部位）的免疫反應 (2)。首先，他們誘發了橡膠手幻覺。然後，他們在受幻覺影響的手臂和另一隻手臂（作為對照部位）的皮膚上刺破並施用組胺。組胺誘導劉易斯三聯反應，即皮膚上最初出現一條紅線，然後紅線周圍出現紅暈，最後皮膚上出現風團。因此，如果在存在組胺的情況下刺破皮膚，風團會更大。幻覺似乎增加了真肢體的組胺反應；因為與對照手臂相比，該手臂的風團更大，並且風團的大小與受試者體驗幻覺的生動程度相關。幻覺導致受試者對自己的手臂產生先天免疫系統反應。這表明，如果大腦對身體的表徵發生變化，我們的免疫系統也會做出反應，反映出新的“自我”意識。
一些精神分裂症患者（一種以幻覺和妄想為特徵的嚴重精神疾病；患者的感知和信念是其他人不認同的）有時缺乏我們所說的“自我主體感”。他們的行為感覺像是受到某種惡意的外部力量的控制：“當我伸手去拿梳子時，是我的手和胳膊在動，我的手指拿起筆，但我無法控制它們（……）我只是一個被宇宙絃線操縱的傀儡”（3）。
因此，如果一些精神分裂症患者在認知上的自我意識方面存在問題，他們是否也可能在免疫上的“自我”意識方面存在問題？事實證明他們可能會。早在 1937 年就首次報道了精神分裂症患者的自身免疫紊亂 (4)。當免疫系統無法區分自身與非自身，並錯誤地“攻擊”自身時，就會發生自身免疫。當我們想到自身免疫性疾病時，我們通常會想到狼瘡等疾病，但有證據表明，自身免疫性疾病也可能導致妄想，即以精神分裂症為特徵的怪異且固定的錯誤信念。例如，莫爾凡綜合徵患者對其自身的神經遞質受體產生免疫反應，也可能患有妄想症。一位莫爾凡綜合徵患者對治療他的醫療團隊、他的家人以及他接受治療的醫院產生了偏執的想法，錯誤地認為他們試圖讓他參與一個毒品走私團伙。這位患者接受了血漿置換治療，這是一種血液淨化程式，其中他的血細胞與血漿分離，然後將細胞返回到他的血液迴圈中，並用新鮮血漿稀釋 (5)。血漿置換清除了他血液中的自身抗體，使他的神經遞質受體得以恢復，他的妄想症立即且永久地消失了。
在另一個莫爾凡綜合徵的案例中，患者報告了複製性錯覺；他堅信他的家被一個陌生人複製了，而且複製品存在於 40 英里之外。複製品的每一個細節，包括裝飾品和個人物品，都被完全複製了。他甚至說他的妻子去參觀了複製品。這一次，用免疫球蛋白治療使妄想症得到緩解 6。免疫球蛋白是一種來自獻血者的特異性抗體。我們尚不清楚免疫球蛋白治療的明確機制，但它似乎透過與自身抗體結合來促進自身抗體的去除，並且它也可能具有涉及組胺的抗炎作用。再次，平息免疫反應減輕了妄想症。
因此，類似妄想的想法——“那隻橡膠手屬於我的身體”——可以改變免疫系統，反過來，免疫系統的變化——例如莫爾凡綜合徵——會導致妄想。
我們所感知和相信的大部分內容都是由我們過去的經驗驅動的。這就是為什麼我們會受到光學錯覺的欺騙，因為我們的期望塑造了我們所感知的內容，並且會出錯。例如，當我們看到一個旋轉的面具時，我們會產生一種奇怪的感覺，即面具不斷向外（空心面具錯覺），因為在我們一生中與面孔的接觸經驗中，面孔幾乎總是朝外的。我們看到我們期望看到的，因此我們會被幻覺所愚弄。
妄想可能是一個更嚴重的例子。患有妄想症的患者可能會看到和相信關於世界的其他人不相信的事情，因為他們的大腦形成和使用的期望與沒有妄想症的人的期望非常不同。這些期望部分是由於皮層中神經細胞的自發活動 (7) 而形成的，從而塑造了大腦對真實感覺刺激的反應方式。感覺刺激反過來又塑造和改變未來的期望。期望驅動著感知錯覺。妄想也可能是由關於世界的不良和嘈雜的期望驅動的。免疫系統的功能中是否存在類似於期望的東西？
免疫學家在他們的工作中當然依賴於認知隱喻：感知和識別、學習和記憶以及自身與非自身 (8)。但免疫系統會期望或預測嗎？
弗朗西斯科·瓦雷拉 提出，我們可以將免疫系統視為相互作用的淋巴細胞（產生抗體的細胞）網路。淋巴細胞的存活、增殖及其分泌抗體的能力取決於其與其他抗體相互作用的網路。如果淋巴細胞的相互作用太少，它就會“孤獨而死” (9)；太多了就會“窒息而死”9。淋巴細胞建立了網路，以其抗體識別和與新出現的淋巴細胞受體相互作用的形式。抗體的產生是這些相互作用的結果。因此，網路決定了自身及其維護 (8)。
根據瓦雷拉的說法，免疫系統透過劃分為兩個互補的區室來識別和保護自身：中樞免疫系統 (CIS) 和外周免疫系統 (PIS)。CIS 由在所有脊椎動物的血清中發現的天然抗體組成，即使它們與環境完全隔離。這些天然抗體是自發產生的，似乎是免疫系統內部活動的結果。它們由內部啟用的淋巴細胞產生，約佔淋巴細胞總數的 10%。其餘 90% 的淋巴細胞處於非活動狀態，不分泌抗體。它們沒有有效的網路互動，代表 PIS。保留與網路最少互動的 PIS 細胞被維持，並負責對身體遇到的新型病原體產生免疫反應。因此，CIS 是“自我”，而 PIS 透過被吸入抗體表達網路 8 來幫助識別“非自我”。免疫系統期望並預測自身，即 CIS。當某些東西違反這種期望時，例如入侵感染，免疫系統會透過從 PIS 中將淋巴細胞吸入網路來做出反應，這些淋巴細胞可以對入侵做出反應。
中樞免疫系統自發生成的細胞 (CIS) 很像皮層中自發活躍的神經細胞 (7)，這種自發活動實際上代表了對即將到來的刺激的期望 (7)。儘管它們看起來像是噪音，但這些細胞的行為不斷調整它們嵌入的網路的動態，以有效地做出反應，或許是為了區分自身與非自身，或預期刺激與非預期刺激。
大約有一定比例的精神分裂症患者在接受抗精神病藥物治療後，仍然會經歷非常混亂的自我意識。也許他們中的一些人實際上患有自身免疫性疾病，他們反而可能從血漿置換或免疫球蛋白治療中獲益。這是認知科學、免疫生物學和臨床精神病學的一個新的研究方向。他們都有很多東西可以相互學習，尤其是橡膠手、畫筆和針刺如何能夠激發對妄想信念的新理解。
1 Ehrsson, H. H., Wiech, K., Weiskopf, N., Dolan, R. J. & Passingham, R. E. 威脅一隻你感覺是你的橡膠手會引起皮質焦慮反應。《美國國家科學院院刊》104, 9828-9833, doi:10.1073/pnas.0610011104 (2007)。
2 Barnsley, N. 等。橡膠手幻覺會增加真手臂的組胺反應。《當代生物學》21, R945-946, doi:10.1016/j.cub.2011.10.039 (2011)。
3 Mellor, C. S. 精神分裂症的一級症狀。I. 精神分裂症患者入院時的頻率。II. 個人一級症狀之間的差異。《英國精神病學雜誌》117, 15-23 (1970)。
4 Lehman-Facius, H. 關於精神分裂症的腦脊液診斷。《臨床週刊》16, 1646-1648 (1937)。
5 Parthasarathi, U. D. 等。電壓門控鉀通道抗體相關性腦病的精神病學表現。病例報告。《英國精神病學雜誌》189, 182-183 (2006)。
6 Hudson, L. A. 等。莫爾凡綜合徵中的複製性錯覺。《神經科學雜誌》267, 154-157 (2008)。
7 Berkes, P., Orban, G., Lengyel, M. & Fiser, J. 自發性皮質活動揭示了環境最佳內部模型的標誌。《科學》331, 83-87, doi:10.1126/science.1195870 (2011)。
8 Stewart, J. & Coutinho, A. 自我的肯定：免疫系統的新視角。《人工生命》10, 261-276, doi:10.1162/1064546041255593 (2004)。
9 Vaz, N. M. & Varela, F. J. 自我與非意義：以生物體為中心的免疫學方法。《醫學假設》4, 231-267 (1978)。
Phil Corlett 博士是耶魯大學精神病學助理教授。他在劍橋大學完成了認知神經科學博士學位，師從保羅·弗萊徹和特雷弗·羅賓斯，在腦成像單元工作。自 2009 年移居美國以來，他擴大了他的研究計劃，從習慣形成的角度探索成癮和酗酒。他對妄想症以及使用大腦資料來了解信念很感興趣。他是 F1000 的定期撰稿人，也是 Twitter (@PhilCorlett1) 的新手。