今天的大脑是昂贵的——从代谢角度来说,确实如此。以磅为单位,人脑需要大量的能量来支持其最近进化出的语言和社交技能。现在一项研究提供了一些首批强有力的证据,表明我们代谢成本高昂的大脑的快速发展可能导致了一个不幸的副产品:当能量问题出现时,结果可能是精神分裂症。
没有人确切知道是什么导致了精神分裂症,这是一种以精神病和严重的认知障碍为特征的衰弱性疾病。一种理论认为,这是我们大脑高代谢的结果,这种理论已经存在多年了——但直到现在,科学家们还没有开发出一种方法来检验它。
在这项新研究中——进化遗传学和医学的罕见结合——来自中国、德国和英国的研究人员比较了基因表达(体内某些基因何时何地活跃)和代谢物(对代谢过程至关重要的小分子)的浓度,在没有精神分裂症的人的死后大脑中与黑猩猩、猕猴和人类精神分裂症患者的大脑中的情况进行了比较。他们确定,在精神分裂症中发生改变的基因和代谢物似乎在最近的人类进化中发生了快速变化。更重要的是,它们与能量代谢有关。
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根据该研究的合著者、上海马克斯·普朗克/中国科学院计算生物学研究所的进化生物学家Philipp Khaitovich的说法,由于这些变化可能发生在最近(在进化尺度上),我们可能尚未开发出应对出现的能量问题的方法。Khaitovich认为,大脑可能在其能量调节能力的极限下运作,因此很容易出现问题,就像精神分裂症的情况一样。
科罗拉多大学博尔德分校的进化行为遗传学家Matthew Keller说,这项研究可能开始解释为什么存在精神分裂症,但不一定解释为什么有些人比其他人更容易患精神分裂症,他没有参与这项研究。
Khaitovich同意这项工作只是对造成我们独特人类能力的机制的惊鸿一瞥,但这些发现确实使代谢成为未来研究的焦点。他说,一旦我们了解是什么使我们的大脑与众不同,我们就可以开始了解精神分裂症出了什么问题。
注意:本文最初以标题“精神分裂症的根源”发表。