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
大型神經科學的一個里程碑在週三到來，Nature 雜誌發表了一篇關於一項研究，研究基因如何在整個人腦中開啟。
全腦研究正流行。
近年來，神經科學家投入了過多的精力來宣傳不僅需要基因圖譜，還需要所有大腦回路的完整佈線圖。眾所周知的連線組的好處可能會產生新的理解，最終可能為難治性精神疾病帶來藥物。這個終極神經網路甚至可能揭示意識運作的奧秘。
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未來主義者群體，他們中的許多人最初從事駭客計算機而非神經迴路的工作，他們推測，你我全腦藍圖可能會被複制到硬碟驅動器中，以便我們可以像麥克斯·海德魯姆一樣永生。艾倫腦科學研究所的首席科學家克里斯托夫·科赫，該機構製作了基因圖譜，他在上個月的Science雜誌上發表了一篇評論，駁斥了對這些情景前景的輕率樂觀態度。在評論中，他計算出分析單個突觸中 1,000 種不同蛋白質之間所有可能的相互作用可能需要 2000 年。然後，科赫繼續推測一種降低此類計算複雜性的方法。
問題仍然存在，我們如何知道我們何時真正開始理解我們頭骨最深處錯綜複雜的佈線。一個合理的答案是：當 FDA 批准一種新藥，從根本上改善精神分裂症的治療時，這種精神疾病對眾多神經通路產生異常影響——這是大腦潛在複雜性的一個標誌性例子。
史蒂文·海曼，布羅德研究所斯坦利精神病學研究中心主任——他的簡歷包括在哈佛大學擔任教務長和美國國立精神衛生研究所主任的經歷——剛剛在Nature Neuroscience上撰寫了一篇評論和分析文章，透過一個具體的例子闡述了在複雜的大腦回路出現問題的情況下，新的精神分裂症藥物面臨的挑戰。現有藥物的療效有限。
海曼關注了同一期雜誌上發表的一項研究，該研究描述了一種治療精神分裂症的可能新方法，該方法採用了表觀遺傳學這一新興的子學科——改變基因的開啟或關閉方式，而無需改變底層 DNA。這篇文章描述了一個實驗，該實驗證明了最新一代抗精神病藥物的療效不如它們可能達到的效果，因為隨著時間的推移，它們會關閉一種有助於減輕精神病症狀的基因。抗精神病藥物療效下降的原因似乎是一種表觀遺傳機制，該機制去除了一個化學標籤，即乙醯基，從而關閉了相關基因，這提高了有一天可能會開發出另一種藥物來抵消這種影響的可能性。
海曼讚揚了紐約西奈山醫學院的研究人員領導的合作工作，稱其“執行嚴謹且資訊豐富”。然後他補充說，如果不更好地理解精神分裂症的複雜性（想想電路圖），並且在新藥進入人體試驗之前沒有改進的測試方法，就可能難以將這項實驗轉化為實際藥物。儘管存在缺點，但抗精神病藥物是過去十年製藥公司利潤最高的藥物之一。然而，下一代抗精神病藥物的新開發已經停滯不前，大多數公司已經大大縮減或放棄了他們的努力——“……目前的科學障礙似乎太高了，”海曼感嘆道。
一個障礙是新療法在齧齒動物身上進行測試的方式。研究人員通常試圖透過給小鼠服用致幻劑來模擬精神分裂症，正如海曼指出的那樣，這“與精神分裂症的潛在機制沒有明確的關係”。唯一的出路可能是“利用遺傳結果——關於精神分裂症的可重複結果最終正在出現——來確定少數參與發病機制的通路”。然後需要在小鼠身上以某種方式模擬疾病通路，以引發與精神分裂症相關的遺傳和表觀遺傳機制。由於人類和小鼠之間存在巨大的進化差距，齧齒動物可能不適用於所有需要的研究——在實驗室培養皿中測試神經元可能就足夠了。只有當這些要素能夠被組裝起來併發揮作用時，才有可能考慮一個從電路圖到電路修復的新藥物開發時代。
圖片來源：Andreas Meyer-Lindenberg, M.D., Ph.D., NIMH 臨床腦疾病部門
