自从高中三年级以来，凯·雷德菲尔德·贾米森就一直经历着数天甚至数周的精力爆发期。她会整夜不睡，有时甚至连续几周，感到欣快和富有成效。她会变得活泼、外向和冲动。她会做出奇怪的购买——一天买一个填充狐狸，第二天买一打蛇咬伤急救箱。
然后，突然之间，这一切都会结束，贾米森会陷入黑暗。她会对工作、朋友和爱好失去兴趣。她会感到无精打采、筋疲力尽和完全孤独。在这些时期，死亡和腐朽的想法困扰着她。不止一次，她曾想过自杀。“从我早上醒来到晚上睡觉，我都感到难以忍受的痛苦，似乎无法感受到任何快乐，”她在她的回忆录《躁郁之心》（阿尔弗雷德·A·克诺夫出版社，1995年）中写道。
60岁的贾米森长期以来一直在与双相情感障碍（也称为躁郁症）的极端情绪波动作斗争。2%到3%的美国成年人与她有着同样的痛苦。像贾米森一样，他们在躁狂期（他们欣喜若狂、精力充沛）和抑郁期（他们悲伤、沮丧，几乎无法正常工作）之间剧烈波动。这些行为和情绪的剧烈波动会破坏婚姻，损害工作或学业表现，并经常导致自杀。
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在医生的建议下，1974年，贾米森开始服用锂盐，一种所谓的“情绪稳定剂”。起初，她断断续续地吃药。她不喜欢它的麻烦的副作用，包括肢体颤抖、口齿不清和恶心，但最主要的是她怀念以前那种令人陶醉的兴奋感。在一次自杀未遂后，她终于决定坚持治疗，她的情绪在很大程度上变得稳定。她现在是约翰·霍普金斯大学医学院的精神病学教授。她的专长：困扰她的疾病。
像贾米森一样，成千上万的人将他们的精神稳定归功于碱金属锂。患者服用这种元素的盐，如碳酸锂、硫酸锂或柠檬酸锂，这些盐在体内分解成离子，包括带正电的锂离子Li+，这被认为是活性成分。在大约三分之二的患者中，这种治疗成功地抑制了他们剧烈的情绪波动。
这种药物的独特之处在于它能显著降低躁郁症和其他情绪障碍患者的自杀率。高达15%的患者最终自杀身亡。牛津大学的约翰·格德斯和他的同事在2005年的一份报告中分析了数十项关于该药物疗效的研究结果，结果表明，锂可以预防约60%的此类悲剧。
对于许多双相情感障碍患者来说，锂可能不仅仅是一种神奇药物。对锂在大脑中作用的新研究表明，它的作用可能不仅限于改变神经细胞对刺激的反应方式。它还可能促进脑细胞存活。如果这些初步发现成立，医生将来可能会开这种药来治疗各种神经系统疾病。
含盐镇静剂
锂作为精神药物的力量最早在20世纪40年代被发现，当时澳大利亚精神病学家约翰·凯德想知道，当时被称为躁狂症的疾病是否可能是由正常身体产物（如尿液中的产物）中毒引起的。为了检验这个奇特的想法，他给豚鼠注射了尿酸锂，这是最简单的尿酸盐中最可溶的一种。他发现这种盐没有毒性，反而似乎使动物更平静。当凯德在10名躁狂症患者身上测试尿酸锂时，他们都变得同样镇静。
凯德的报告于1949年发表在《澳大利亚医学杂志》上，直到1952年丹麦研究员莫根斯·舒偶然看到它才引起注意。为了为凯德关于锂可以安抚躁狂症患者的假设寻求更可靠的支持，舒和他在奥胡斯大学的同事进行了首次精神药物对照研究。他们治疗了一组躁狂症患者，其中一些人使用锂，另一些人使用安慰剂，发现锂在治疗该疾病方面确实比安慰剂更有效，他们于1954年发表了这一结果。
医学界并没有立即接受锂或舒的工作。迟至20世纪60年代，许多科学家和医生在科学文献中攻击舒和他的发现。这种新药在美国尤其困难，因为氯化锂在20世纪40年代曾被用作代盐品，而有毒剂量导致几名心脏病患者死亡。在美国，它的使用被禁止，直到哥伦比亚大学内外科医学院的精神药理学家罗纳德·菲维在20世纪60年代中期至后期对锂进行了一系列严格的研究。菲维的工作最终促成了锂在1970年被批准为美国药物。
促进脑物质
在锂的力量被认可后的许多年里，神经科学家仍然不清楚这种药物是如何抑制双相情感障碍患者的激情的。许多人认为，它以某种方式改变了大脑中神经递质（化学信使）的水平，从而纠正了被认为是情绪障碍基础的化学失衡。尽管这种理论仍然被认为是部分正确的，但它并不能完全解释锂对神经元的作用。例如，尽管锂在几小时内迅速改变神经递质浓度，但需要一周或更长时间才能缓解抑郁症状。
在20世纪80年代，许多研究人员拥护这样一种观点，即锂通过抑制肌醇（一种糖）的产生来发挥作用，肌醇构成细胞内许多重要信号分子的骨架。锂降低了培养细胞和小鼠大脑中肌醇的浓度。例如，这种缺陷可能会改变神经元对来自另一个神经元的化学信号的反应方式。然而，尚不清楚双相情感障碍患者的肌醇水平是否过高，也没有人能够证明锂的作用是肌醇减少的结果。
在过去的几年里，研究人员开始追逐锂的不同分子靶点，这些靶点不仅控制神经元信号传导，还控制细胞存活。例如，锂有助于阻止兴奋性神经递质谷氨酸的潜在致命作用；它还抑制一种名为糖原合成酶激酶-3 (GSK-3) 的酶，这种酶会启动导致细胞死亡的事件[见下页方框]。通过这样做，锂可能有助于增加大脑中神经元的数量。
相对于正常人，双相情感障碍患者的灰质明显较少，灰质主要由神经元细胞体组成。根据大脑区域的不同，短缺量高达30%，要么是因为神经细胞已经死亡，要么是因为它们根本没有发育。锂似乎确实在一定程度上增加了神经元的数量。一组由精神病学家侯赛尼·曼吉（现任职于美国国立精神卫生研究院 (NIMH)）领导的研究人员使用脑成像技术测量了双相情感障碍患者在接受锂治疗四周前后的灰质体积。他们在2000年报告说，锂治疗后，总体灰质体积增加了多达8%。这种效果在特定的大脑区域可能更明显。在小鼠中，曼吉和他的同事报告说，这种药物使海马体（一个与记忆有关的区域）中神经元的数量增加了25%。
精神创伤的慰藉？
这些研究使研究人员想知道，锂是否可能有效地治疗经典的神经退行性疾病，如阿尔茨海默病或亨廷顿病，以及其他导致神经元死亡的问题，如中风。到目前为止，少数动物和早期人体研究支持这一观点。
例如，礼来研究所（位于印第安纳波利斯）的袁苏领导的一个研究小组发现，锂消除了或减少了基因易患该疾病的小鼠大脑中阿尔茨海默病的某些标志。人们认为，锂通过部分抑制GSK-3来阻止阿尔茨海默病进程，如大脑中斑块的积累。
此外，初步数据表明，长期服用锂的双相情感障碍患者可能比未服用该药物的人更不容易患上阿尔茨海默病。在2006年对访问日本大分大学医学部诊所的1423名老年门诊病人的医疗记录进行的一项研究中，接受锂治疗的患者在精神功能测试中的得分高于与他们同年龄和性别的从未服用过锂的人。但英国南安普顿大学的尼克·邓恩和他的同事在2005年进行的一项研究却指向了相反的方向。邓恩的团队发现，服用锂的患者实际上比其他人更有可能患上痴呆症。
这些矛盾的结果突显了该领域的早期阶段。“这些都是惊人的发现，”德国弗莱堡大学医学中心的精神病学研究员迪特里希·范·卡尔克说。但范·卡尔克警告说，服用锂来预防阿尔茨海默病症状将是“过分的”。
至少有一项针对大鼠的研究表明，锂也可能改善亨廷顿病的破坏性症状，在这种疾病中，纹状体（大脑中参与运动计划和控制的区域）中的细胞死亡会导致无法控制的痉挛性运动。后来，进一步的神经元死亡会降低更高的思维和记忆功能。美国国立精神卫生研究院的神经生物学家张德茂和他的同事通过将喹啉酸注入啮齿动物的纹状体来模拟早期亨廷顿病，喹啉酸会引发神经元死亡。2004年，张的研究小组报告说，在酸处理前后接受锂治疗的大鼠比仅接受酸处理的大鼠损失的神经元明显更少。锂阻止了细胞自杀信号，并且似乎还刺激了神经元的增殖。
抵抗死亡
如果锂可以减轻细胞死亡，它也可能有助于减少中风造成的损害，中风是指大脑动脉破裂或阻塞后脑细胞死亡。随着血液供应减少，细胞会因缺氧而饥饿。反过来，这种饥饿被认为会诱导谷氨酸的过度释放，从而过度刺激其他神经细胞上的某些受体，并引发最终导致细胞死亡的一系列事件。锂可能干扰这个致命的过程，部分是通过结合和灭活NMDA来实现的，NMDA是通常对谷氨酸作出反应的受体。
事实上，大鼠研究表明，这种药物可能会大大减少中风后的大脑损伤。张的研究小组表明，锂治疗减少了实验性中风大鼠的大脑损伤和神经系统问题。研究人员在2003年报告说，如果大鼠在脑损伤后三小时内接受锂治疗，则锂是有效的。因此，该制剂可能作为中风的急性治疗方法，以及限制有中风风险的患者的损伤的方法。
通过类似的方法，如果在放射治疗前服用锂，它也可能降低脑肿瘤放射治疗对大脑造成损害的风险。放射会损害神经细胞，尤其是大脑海马体中的神经细胞。范德比尔特大学的肿瘤学家丹尼斯·哈拉汉和他的同事在2006年报告说，在放射照射前给大鼠服用锂可以保护啮齿动物免受海马体神经元死亡的影响，并相对于未接受锂的照射大鼠，保持了动物在精神功能测试（如迷宫导航）中的表现。
锂的其他令人惊讶的用途包括预防精神分裂症。最近的研究表明，精神分裂症可能源于某些脑细胞的丢失和其他脑细胞未能生长和发育——锂可能可以抵消这一过程。支持这一假设的数据来自澳大利亚墨尔本大学的精神病学家格雷戈尔·伯杰。伯杰和他的同事用锂治疗了30名患精神分裂症或其他精神病的高遗传风险的年轻人一年或更长时间。从统计学上讲，四分之一的受试者现在应该已经开始出现精神分裂症的迹象，但伯杰的患者中没有一人表现出任何疾病症状，这暗示锂可能具有预防作用。
尽管如此，锂在这些不同疾病中的前景必须在进一步的研究（最终是在人体中进行的大型研究）中得到证实，然后才能将其视为除双相情感障碍以外的任何疾病的疗法。“这在未来还很遥远，”柏林夏里特医学院研究情绪障碍的精神病学研究员迈克尔·鲍尔警告说。不仅迄今为止的发现大多数情况下都非常初步，而且锂也可能是有毒的。对于某些患者来说，该物质的治疗剂量非常接近有毒剂量。医生必须密切监测患者血液中的锂水平，以最大限度地减少副作用，如手颤、口干、体重增加、视力模糊、意识模糊和癫痫发作。
但也许锂最大的不利因素是其自身的特性。作为一种化学元素，它不能申请专利，也无法为制药公司带来利润。因此，制药公司的高管不愿意花费数百万美元用于证明其在各种神经系统疾病中的疗效所需的临床试验。“[制药公司]想出售他们自己的物质，”鲍尔指出，行业科学家正试图开发这种金属的可专利仿制品。在某些方面，这似乎是一种代价高昂的重复，因为天然材料效果很好。贾米森就是证明。她在《躁郁之心》中写道，没有这种药物，“我将不断地受制于精神之海的巨大运动；毫无疑问，我将死去或精神错乱。”