本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
欢迎本月的Scicurious 客座作家，Phil Corlett！！
我们经常区分大脑和体力，区分思想和身体。但这种身心二元论实际上并不存在。相反，我们的身体塑造我们大脑的工作方式，反之亦然。而免疫系统可能是身体和大脑之间的交汇点。
大脑和免疫系统各自都有自我意识：一个用于认知、感知和行动，另一个用于保护身体免受感染。两者都必须识别什么是“它们”的身体，什么不是。如果心理上的自我意识受到干扰，我们可能会感觉我们的行为是由另一个主体发起的。如果免疫上的“自我”意识受到干扰，我们的免疫系统可能会开始攻击我们的身体。
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新年伊始，利兹医院报告称，他们在英国进行了首例手移植手术。这项非凡的手术包括将捐赠者手部的骨骼移植到接受者的手臂上，缝合神经组织，连接循环系统，并在手和接受者之间建立物理连接。英国接受者马克·卡希尔说：“当我看着它并移动它时，感觉就像是我的手”。并非所有患者都有如此好的结果，例如，第一例手移植（在新西兰进行）的接受者最终要求移除他的新手。即使它运作良好，并且他的免疫系统没有排斥这只手，但肤色不匹配，而且“感觉像一只死人的手”。看来，仅仅阻止接受者的免疫系统排斥肢体是不够的。我们可能还需要心理上的连接才能成功地接受新手。
我们需要了解这种自我意识是如何产生的，以便在它受到干扰时做出反应。科学家们使用一种您可能会在魔术师的道具中而不是在实验室中找到的装置来探索我们的自我意识。使用一只假橡胶右手、一个屏幕和两支画笔，我可以创造出一个令人信服的幻觉，即假手实际上是你身体的一部分。
首先，我将您的真右手放在屏幕后面。然后，我将橡胶右手放在屏幕的另一侧，在您的视野范围内。最后，我拿起两支画笔，同时挠您的右手和橡胶手的食指。如果您看到橡胶手被画笔挠痒痒，您很可能会开始感觉到橡胶手属于您，您手和橡胶手之间的距离更短，更客观地说，如果我威胁要刺伤橡胶手，您的真身会畏缩 (1)。橡胶手已经成为您“自我”的一部分。
大脑产生并使用自我意识。免疫系统也是如此。我们如何知道这两个系统会相互沟通？鉴于橡胶手可以被感知为自我的一部分，免疫系统会在幻觉过程中做出反应吗？组胺是先天免疫系统活性的指标——先天免疫系统是识别感染部位、将免疫细胞募集到这些部位（通过称为细胞因子的化学信使）的第一道防线，并在人类中激活其对应物，即适应性免疫系统，以启动更持久的免疫反应。根据经典免疫学，适应性免疫系统可以潜在地感知任何非自身物质。它拥有大量的抗体，并会触发对它实际感知的任何物质的破坏。这种感知涉及抗体与外来物体（称为抗原）上的小蛋白质的结合。抗原被识别为非自身并受到攻击。那么，免疫系统在橡胶手幻觉过程中是如何反应的呢？它是否更活跃？由于橡胶手现在是自我的一部分，它会针对真手吗？
来自澳大利亚神经科学研究所的 Nadia Barnsley、Lorimer Moseley 及其同事测量了真身部位（即被橡胶手取代的部位）的免疫反应 (2)。首先，他们诱发了橡胶手幻觉。然后，他们在受幻觉影响的手臂和另一只手臂（作为对照部位）的皮肤上刺破并施用组胺。组胺诱导刘易斯三联反应，即皮肤上最初出现一条红线，然后红线周围出现红晕，最后皮肤上出现风团。因此，如果在存在组胺的情况下刺破皮肤，风团会更大。幻觉似乎增加了真肢体的组胺反应；因为与对照手臂相比，该手臂的风团更大，并且风团的大小与受试者体验幻觉的生动程度相关。幻觉导致受试者对自己的手臂产生先天免疫系统反应。这表明，如果大脑对身体的表征发生变化，我们的免疫系统也会做出反应，反映出新的“自我”意识。
一些精神分裂症患者（一种以幻觉和妄想为特征的严重精神疾病；患者的感知和信念是其他人不认同的）有时缺乏我们所说的“自我主体感”。他们的行为感觉像是受到某种恶意的外部力量的控制：“当我伸手去拿梳子时，是我的手和胳膊在动，我的手指拿起笔，但我无法控制它们（……）我只是一个被宇宙弦线操纵的傀儡”（3）。
因此，如果一些精神分裂症患者在认知上的自我意识方面存在问题，他们是否也可能在免疫上的“自我”意识方面存在问题？事实证明他们可能会。早在 1937 年就首次报道了精神分裂症患者的自身免疫紊乱 (4)。当免疫系统无法区分自身与非自身，并错误地“攻击”自身时，就会发生自身免疫。当我们想到自身免疫性疾病时，我们通常会想到狼疮等疾病，但有证据表明，自身免疫性疾病也可能导致妄想，即以精神分裂症为特征的怪异且固定的错误信念。例如，莫尔凡综合征患者对其自身的神经递质受体产生免疫反应，也可能患有妄想症。一位莫尔凡综合征患者对治疗他的医疗团队、他的家人以及他接受治疗的医院产生了偏执的想法，错误地认为他们试图让他参与一个毒品走私团伙。这位患者接受了血浆置换治疗，这是一种血液净化程序，其中他的血细胞与血浆分离，然后将细胞返回到他的血液循环中，并用新鲜血浆稀释 (5)。血浆置换清除了他血液中的自身抗体，使他的神经递质受体得以恢复，他的妄想症立即且永久地消失了。
在另一个莫尔凡综合征的案例中，患者报告了复制性错觉；他坚信他的家被一个陌生人复制了，而且复制品存在于 40 英里之外。复制品的每一个细节，包括装饰品和个人物品，都被完全复制了。他甚至说他的妻子去参观了复制品。这一次，用免疫球蛋白治疗使妄想症得到缓解 6。免疫球蛋白是一种来自献血者的特异性抗体。我们尚不清楚免疫球蛋白治疗的明确机制，但它似乎通过与自身抗体结合来促进自身抗体的去除，并且它也可能具有涉及组胺的抗炎作用。再次，平息免疫反应减轻了妄想症。
因此，类似妄想的想法——“那只橡胶手属于我的身体”——可以改变免疫系统，反过来，免疫系统的变化——例如莫尔凡综合征——会导致妄想。
我们所感知和相信的大部分内容都是由我们过去的经验驱动的。这就是为什么我们会受到光学错觉的欺骗，因为我们的期望塑造了我们所感知的内容，并且会出错。例如，当我们看到一个旋转的面具时，我们会产生一种奇怪的感觉，即面具不断向外（空心面具错觉），因为在我们一生中与面孔的接触经验中，面孔几乎总是朝外的。我们看到我们期望看到的，因此我们会被幻觉所愚弄。
妄想可能是一个更严重的例子。患有妄想症的患者可能会看到和相信关于世界的其他人不相信的事情，因为他们的大脑形成和使用的期望与没有妄想症的人的期望非常不同。这些期望部分是由于皮层中神经细胞的自发活动 (7) 而形成的，从而塑造了大脑对真实感觉刺激的反应方式。感觉刺激反过来又塑造和改变未来的期望。期望驱动着感知错觉。妄想也可能是由关于世界的不良和嘈杂的期望驱动的。免疫系统的功能中是否存在类似于期望的东西？
免疫学家在他们的工作中当然依赖于认知隐喻：感知和识别、学习和记忆以及自身与非自身 (8)。但免疫系统会期望或预测吗？
弗朗西斯科·瓦雷拉 提出，我们可以将免疫系统视为相互作用的淋巴细胞（产生抗体的细胞）网络。淋巴细胞的存活、增殖及其分泌抗体的能力取决于其与其他抗体相互作用的网络。如果淋巴细胞的相互作用太少，它就会“孤独而死” (9)；太多了就会“窒息而死”9。淋巴细胞创建了网络，以其抗体识别和与新出现的淋巴细胞受体相互作用的形式。抗体的产生是这些相互作用的结果。因此，网络决定了自身及其维护 (8)。
根据瓦雷拉的说法，免疫系统通过划分为两个互补的区室来识别和保护自身：中枢免疫系统 (CIS) 和外周免疫系统 (PIS)。CIS 由在所有脊椎动物的血清中发现的天然抗体组成，即使它们与环境完全隔离。这些天然抗体是自发产生的，似乎是免疫系统内部活动的结果。它们由内部激活的淋巴细胞产生，约占淋巴细胞总数的 10%。其余 90% 的淋巴细胞处于非活动状态，不分泌抗体。它们没有有效的网络交互，代表 PIS。保留与网络最少交互的 PIS 细胞被维持，并负责对身体遇到的新型病原体产生免疫反应。因此，CIS 是“自我”，而 PIS 通过被吸入抗体表达网络 8 来帮助识别“非自我”。免疫系统期望并预测自身，即 CIS。当某些东西违反这种期望时，例如入侵感染，免疫系统会通过从 PIS 中将淋巴细胞吸入网络来做出反应，这些淋巴细胞可以对入侵做出反应。
中枢免疫系统自发生成的细胞 (CIS) 很像皮层中自发活跃的神经细胞 (7)，这种自发活动实际上代表了对即将到来的刺激的期望 (7)。尽管它们看起来像是噪音，但这些细胞的行为不断调整它们嵌入的网络的动态，以有效地做出反应，或许是为了区分自身与非自身，或预期刺激与非预期刺激。
大约有一定比例的精神分裂症患者在接受抗精神病药物治疗后，仍然会经历非常混乱的自我意识。也许他们中的一些人实际上患有自身免疫性疾病，他们反而可能从血浆置换或免疫球蛋白治疗中获益。这是认知科学、免疫生物学和临床精神病学的一个新的研究方向。他们都有很多东西可以相互学习，尤其是橡胶手、画笔和针刺如何能够激发对妄想信念的新理解。
1 Ehrsson, H. H., Wiech, K., Weiskopf, N., Dolan, R. J. & Passingham, R. E. 威胁一只你感觉是你的橡胶手会引起皮质焦虑反应。《美国国家科学院院刊》104, 9828-9833, doi:10.1073/pnas.0610011104 (2007)。
2 Barnsley, N. 等。橡胶手幻觉会增加真手臂的组胺反应。《当代生物学》21, R945-946, doi:10.1016/j.cub.2011.10.039 (2011)。
3 Mellor, C. S. 精神分裂症的一级症状。I. 精神分裂症患者入院时的频率。II. 个人一级症状之间的差异。《英国精神病学杂志》117, 15-23 (1970)。
4 Lehman-Facius, H. 关于精神分裂症的脑脊液诊断。《临床周刊》16, 1646-1648 (1937)。
5 Parthasarathi, U. D. 等。电压门控钾通道抗体相关性脑病的精神病学表现。病例报告。《英国精神病学杂志》189, 182-183 (2006)。
6 Hudson, L. A. 等。莫尔凡综合征中的复制性错觉。《神经科学杂志》267, 154-157 (2008)。
7 Berkes, P., Orban, G., Lengyel, M. & Fiser, J. 自发性皮质活动揭示了环境最佳内部模型的标志。《科学》331, 83-87, doi:10.1126/science.1195870 (2011)。
8 Stewart, J. & Coutinho, A. 自我的肯定：免疫系统的新视角。《人工生命》10, 261-276, doi:10.1162/1064546041255593 (2004)。
9 Vaz, N. M. & Varela, F. J. 自我与非意义：以生物体为中心的免疫学方法。《医学假设》4, 231-267 (1978)。
Phil Corlett 博士是耶鲁大学精神病学助理教授。他在剑桥大学完成了认知神经科学博士学位，师从保罗·弗莱彻和特雷弗·罗宾斯，在脑成像单元工作。自 2009 年移居美国以来，他扩大了他的研究计划，从习惯形成的角度探索成瘾和酗酒。他对妄想症以及使用大脑数据来了解信念很感兴趣。他是 F1000 的定期撰稿人，也是 Twitter (@PhilCorlett1) 的新手。