原標題：催產(chǎn)素催生的硬科學(xué) 其在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生的諸多影響引發(fā)科學(xué)家關(guān)注
2011年4月，美國紐約大學(xué)蘭貢醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家Robert Froemke及其同事僅通過荷爾蒙注射，改變了“處女”鼠的大腦。
在治療之前，雌性老鼠在很大程度上對鼠崽的哭聲漠不關(guān)心，甚至?xí)䝼λ鼈儭５⑸浯弋a(chǎn)素后，老鼠開始更像母親，并將幼崽叼在嘴里。Froemke監(jiān)控了這些動物的大腦，以找出為何發(fā)生這種情況。
首先，當聽到幼崽哭聲時，老鼠表現(xiàn)出不規(guī)則的神經(jīng)沖動。當催產(chǎn)素開始起效后，這種信號發(fā)展成一種更有序的母親大腦模式。研究顯示了激素改變神經(jīng)行為的與眾不同的細節(jié)。“催產(chǎn)素幫助改變了大腦，讓其對這些叫聲進行響應(yīng)。”Froemke說。
自上世紀70年代以來，催產(chǎn)素引起了神經(jīng)學(xué)家的強烈興趣。當時研究顯示，它能驅(qū)動多個物種的母性行為和社會依附性。它參與了一系列社會行為，包括田鼠的一夫一妻制、羊的母嬰紐帶，甚至人類間的信任，因此催產(chǎn)素贏得了“擁抱荷爾蒙”的聲譽。“但人們僅僅認為催產(chǎn)素是一個結(jié)合分子、一種擁抱荷爾蒙。”埃默里大學(xué)神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)家Larry Young說。
這個觀點導(dǎo)致一些臨床醫(yī)生嘗試用催產(chǎn)素治療孤獨癥譜系障礙等精神疾病。但早期的實驗結(jié)果可謂喜憂參半，科學(xué)家正在更深入了解催產(chǎn)素和它是如何作用于大腦的。Froemke等研究人員發(fā)現(xiàn)，這種荷爾蒙會以一種方式促進神經(jīng)信號，著重于遇險信號或可能的面部表情等社會相關(guān)的輸入。而且，研究人員又開始了一波更具野心的實驗，以檢測催產(chǎn)素是否有助于治療一些類型的孤獨癥。
該研究將帶來對催產(chǎn)素及其對行為的復(fù)合作用的更復(fù)雜理解。“催產(chǎn)素研究領(lǐng)域已經(jīng)成熟，已在吸引研究人員投入其中，推動該領(lǐng)域飛速發(fā)展。”Young說。
出生催化劑
催產(chǎn)素的故事始于20世紀初。當時，生物化學(xué)家在腦垂體后葉中發(fā)現(xiàn)了一種能提高宮縮和泌乳的物質(zhì)。稍后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了相關(guān)荷爾蒙，并將其命名為催產(chǎn)素——源于希臘詞語“快速出生”。催產(chǎn)素產(chǎn)生自大腦的下丘腦，上世紀70年代的研究顯示，產(chǎn)生催產(chǎn)素的神經(jīng)會向大腦傳遞信號，這表明它能調(diào)節(jié)行為。
在1979年的一項標志性研究中，北卡羅來納大學(xué)的Cort Pedersen和Arthur Prange發(fā)現(xiàn)，為“處女”鼠注射催產(chǎn)素能觸發(fā)其母性行為。研究人員又發(fā)現(xiàn)，催產(chǎn)素能讓草原田鼠形成終生配偶制——這在哺乳動物中十分可貴。2012年，研究人員甚至在秀麗隱桿線蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了催產(chǎn)素，它能幫助這種動物發(fā)現(xiàn)和識別配偶。
“這是一種非常古老的分子。”印第安納大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Sue Carter說，“在現(xiàn)代動物進化中，這種荷爾蒙已經(jīng)被使用和重復(fù)使用。而且，幾乎所有試圖尋找催產(chǎn)素在社會行為等方面作用的人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些線索。”
但其對哺乳動物的作用仍有許多未解之謎。人們很難測量大腦中的催產(chǎn)素水平，也很難弄清它通常何時、何地釋放以及分泌多少。科學(xué)家也不能精確了解它是如何改變行為的。
“我們需要開始思考催產(chǎn)素在大腦中的基本作用。”Young說。美國國家精神衛(wèi)生研究所所長Thomas Insel 表示：“這對理解大腦是如何調(diào)節(jié)行為的至關(guān)重要。”
Froemke致力于研究響應(yīng)幼崽哭聲的母性行為背后的機制。他主要研究了左側(cè)聽覺皮層。今年4月刊登于《自然》雜志的研究報告顯示，向未交配雌鼠的左側(cè)聽覺皮層中注射催產(chǎn)素后，相比生理鹽水注射，催產(chǎn)素顯著提升了雌鼠搜索呼救幼鼠的反應(yīng)速度。這種荷爾蒙能放大輸入信號，并允許它們意識到行動的重要性。
“該研究是這一領(lǐng)域的高水平工作，將行為、大腦區(qū)域和分子基礎(chǔ)等融合在一起。”蘭貢醫(yī)學(xué)中心神經(jīng)學(xué)家Richard Tsien說。Tsien則通過分析海馬切片研究催產(chǎn)素在神經(jīng)回路中的活性。
在2013年的小鼠研究中，Tsien團隊發(fā)現(xiàn)，催產(chǎn)素能有選擇地作用于一種名為抑制性中間神經(jīng)元的細胞，它能平息該神經(jīng)回路中的背景顫動。“催產(chǎn)素能改善信號傳遞，幾乎能加倍通過該系統(tǒng)的信息數(shù)量。”Tsien說。事實上，它能產(chǎn)生更多信號和更少噪音。
Froemke和Tsien的工作適合一個更廣闊的理論：催產(chǎn)素有助于社會互動和識別的一種方法是提高大腦對社會相關(guān)景象、聲音或其他刺激的響應(yīng)。Young已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種荷爾蒙能有助于小鼠識別和注意其他小鼠的氣味。研究人員還發(fā)現(xiàn)，它能提升人類識別面孔的能力。
減緩孤獨癥
基礎(chǔ)研究的快速發(fā)展也吸引了臨床興趣。上世紀50年代，催產(chǎn)素就開始被用于加速分娩，因此一些研究人員認為它用于實驗也相對安全。
大約10年前，心理學(xué)研究開始顯示，通過鼻內(nèi)噴霧一次劑量的催產(chǎn)素能改善健康年輕人社會行為的諸多問題。與對照組相比，吸入催產(chǎn)素的人在玩投資游戲時，更愿意將自己的錢委托給陌生人。一劑量催產(chǎn)素也能增加人們凝望對方眼睛的時間，并提高他們通過對方微表情推斷其情緒狀態(tài)的能力。
由于對社會認知有重要作用，催產(chǎn)素成為治療精神疾病尤其是孤獨癥的候選者。孤獨癥患者通常在社會互動和溝通方面有問題，他們無法適當?shù)靥幚砩鐣碳ぁ？茖W(xué)家認為，催產(chǎn)素可能會逆轉(zhuǎn)某些癥狀。
2010年開始，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)有證據(jù)支持這一理論。研究人員發(fā)現(xiàn)，催產(chǎn)素能暫時改變孤獨癥患者的移情和社會合作狀態(tài)。加拿大Holland Bloorview兒童康復(fù)醫(yī)院孤獨癥研究中心臨床神經(jīng)學(xué)家Evdokia Anagnostou 回憶道：“人們變得相當興奮。”
法國國家科研中心研究人員也通過試驗發(fā)現(xiàn)，注射催產(chǎn)素能夠顯著緩解孤獨癥患者的癥狀。他們在美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上報告說，科研小組給13名孤獨癥患者注射了催產(chǎn)素，這些患者具有正常的智力和語言水平，但無法主動參與社交活動。結(jié)果顯示，在傳球游戲等試驗中，注射了催產(chǎn)素的孤獨癥患者社交恐懼感有所減輕，更喜歡與他人玩耍，表現(xiàn)得更自信。
但許多有關(guān)催產(chǎn)素對孤獨癥效果的早期研究存在限制，原因是研究人員評估了單次劑量和相對較少的參與者，而之后使用更多劑量的實驗則沒能出現(xiàn)理想結(jié)果。
2010年澳大利亞悉尼大學(xué)臨床心理學(xué)家Adam Guastella研究了16位患有孤獨癥的男性青少年，發(fā)現(xiàn)一劑催產(chǎn)素能改善他們的癥狀。但當他嘗試著在兩個月中為參與者提供雙倍的日劑量后，結(jié)果并沒有出現(xiàn)社會互動或社會認知方面的顯著改善。“這表明，隨著時間的推移，催產(chǎn)素在改善精神疾病癥狀方面存在限制。”他說。
關(guān)乎細節(jié)
迄今為止，幾乎沒有研究能確定孤獨癥與催產(chǎn)素信號問題有關(guān)。但今年2月，由加州大學(xué)洛杉磯分校神經(jīng)遺傳學(xué)家Daniel Geschwind領(lǐng)銜的研究小組發(fā)現(xiàn)了一些更清晰的證據(jù)。該研究小組在一個自閉癥小鼠模型中證明，催產(chǎn)素可明顯地改善其社會行為，如果進行早期治療，這一裨益可能長時間持續(xù)。
研究人員表示，缺乏Cntnap2基因的小鼠可表現(xiàn)出某些人類孤獨癥的特征，這些動物下丘腦室旁核催產(chǎn)素神經(jīng)元數(shù)量減少。給這些動物每天補充催產(chǎn)素兩周后，它們的行為恢復(fù)正常。“但是目前并沒有發(fā)現(xiàn)任何證據(jù)顯示，人類孤獨癥患者存在催產(chǎn)素不足問題。”Geschwind說。
“這說明孤獨癥可能具有很高的異質(zhì)性，如果能找到那些缺乏催產(chǎn)素的類型，使用催產(chǎn)素治療可能會產(chǎn)生理想效果。”斯坦福大學(xué)行為神經(jīng)學(xué)家Karen Parker說。
根據(jù)這一設(shè)想，許多臨床學(xué)家已經(jīng)開始進行更大規(guī)模的催產(chǎn)素及其治療孤獨癥的臨床研究，以便確定誰能從中受益。北卡羅來納大學(xué)兒童精神病學(xué)家Linmarie Sikich計劃招募300名年齡從3歲到17歲的孤獨癥患者。研究人員將為他們使用6個月的催產(chǎn)素和安慰劑，并在隨后6個月里進行追蹤研究，以確定誰的癥狀能得到改善。
但也有研究提示，催產(chǎn)素可能具有副作用。Carter小組發(fā)現(xiàn)，給草原田鼠幼崽使用低劑量催產(chǎn)素，能改善它們成年期的配偶忠誠度，但高劑量的催產(chǎn)素卻會阻礙這一行為。而且，人類研究結(jié)果提示，催產(chǎn)素可導(dǎo)致人們更積極地捍衛(wèi)自己，對抗競爭者。但對邊緣型人格障礙患者而言，催產(chǎn)素會讓他們失去信任和合作。
Young認為催產(chǎn)素領(lǐng)域的發(fā)展需要基礎(chǔ)研究與臨床的緊密合作。如果基礎(chǔ)研究科學(xué)家能確定催產(chǎn)素的工作原理，將能幫助臨床研究設(shè)計出更好的治療方法。“我認為，未來兩個分支的科學(xué)家需要更多溝通。”Young說。過去科學(xué)家可能對催產(chǎn)素的理解過于簡單化。“催產(chǎn)素以不同的方式產(chǎn)生影響，而且我們研究的生物學(xué)也十分復(fù)雜。”Guastella說。