精神分裂症是人類進化的產物嗎?

大話精神 發佈 2020-01-19T04:15:19+00:00

他認為精神分裂症可能是大腦系統的一種極端變異,這種變異在進化史上是相對較新的。與精神分裂症密切相關的大腦結構,是語言和高級認知功能的調節者,也是人類獨有的。

Tim Crow曾在1997年提出過一個有趣的問題:「精神分裂症是智人為語言付出的代價嗎?」。


他認為精神分裂症可能是大腦系統的一種極端變異,這種變異在進化史上是相對較新的。與精神分裂症密切相關的大腦結構,是語言和高級認知功能的調節者,也是人類獨有的。那些相對較新的(在進化時間尺度上)大腦系統可能更容易受到特殊情況的影響(如壓力、創傷、神經發育狀況),並表現為精神分裂症的大腦迴路功能異常。

精神分裂症的患病率在整個人群中相當穩定,儘管精神分裂症患者的生育率較低,但患病率並沒有改變。這只可能在整個人群的總體遺傳易感性的情況下發生。

Crow隨後提出,精神分裂症必須追溯到人類進化中的「物種特異性」遺傳變化。語言是人類特有的能力,可以說是一種適應性很強的能力。導致智人適應性成功和精神分裂症易感性的變化應該處於相同的進化時間窗。

因此,如果精神分裂症的傾向是人類獨有的,那麼與我們最近的靈長類親戚進行比較可能會提供一些啟示。這正是van den Heuvel等人試圖解決的問題。他們利用來自人類和黑猩猩的大腦成像數據,為精神分裂症特定的大腦機制提供了比較證據。


方法


研究者使用成像分析技術,主要數據來自48名精神分裂症患者和43名健康對照組。黑猩猩(Pan troglodytes)的MRI數據來自22隻雌性黑猩猩。

除了主要的數據集,研究人員還檢查了來自精神分裂症患者和健康對照組的兩個單獨數據集的T1和DWI掃描。他們使用Bonin和Bailey皮質圖譜來繪製人類和黑猩猩之間的同源區域。


他們還分析了關於雙相情感障礙(BP)、重度抑鬱症、強迫症、自閉症譜系障礙和行為變異額顳葉痴呆、阿爾茨海默病和輕度認知障礙等不同數據集的T1和DWI數據。這些分析旨在評估精神分裂症的具體拓撲特徵。


結果


研究人員報告說,患者額顳迴路以及後扣帶回皮層和中央前回的分數各向異性較低,這一發現與先前在精神分裂症中進行的連接組研究一致。他們還將這種模式量化為「精神分裂症連接障礙」,然後將其作為比較的衡量標準。

黑猩猩和人腦網絡顯示出強大的重疊(94%)。總共發現了27個人類特定的連接,而僅發現了7個黑猩猩特定的連接。

他們觀察到人類特異性連接與精神分裂症連接障礙模式之間存在顯著的一致性。連通性模式與症狀嚴重程度無關[以陽性和陰性綜合徵量表(PANSS)衡量]。當檢查黑猩猩和人類之間的共享連接時,他們發現精神分裂症連接障礙的共享連接水平較低(下圖)。


研究者繼續將連接性證據與遺傳發現(即人類基因組加速區域)聯繫起來。通過使用來自艾倫人類大腦圖譜的基因表達數據,他們發現人類特有的大腦皮層區域表現出更高的HAR基因表達。


結論


van den Heuvel等人的研究提供了黑猩猩和人類大腦的對比證據,支持了精神分裂症可能與人類大腦進化改變有關的假設。

這些發現一致表明,人類特有的大腦連接和精神分裂症的連接模式之間存在重疊。對HAR基因和大腦基質之間聯繫的進一步闡述,有助於增強這種說法的說服力。

精神分裂症是一種複雜的疾病,有許多方面和許多可能的因素。作者也提出了他們研究的一些局限性,並指出這一發現僅僅表明,人類大腦迴路的進化改變可能是導致人類大腦紊亂的因素之一。

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