心灵深处的湍流：自闭症与精神分裂症 | 神经现实 Mind + 演讲

演讲嘉宾：姚骏教授

清华大学生命学院研究员、博士生导师

Mind + | 视频

1

精神分裂症的历史

2019年刚好是历史上第一篇精神分裂症的研究文献发表210周年。

这篇发表于1809年的病例报告，是由法国的精神科医生菲利普·皮内尔（Philippe Pinel）撰写的。皮内尔当时的研究对象是位英国病人，名叫詹姆斯·提利·马修斯（James Tilly Matthews）。1797年的某一天，马修斯突然发病了，最后他被强制送到当地疯人院。

那个时候的疯人院跟我们今天的精神病院完全是两回事，进去基本上就是等死。但是马修斯比较幸运，他遇到了菲利普·皮内尔。通过追踪与观察，皮内尔提出这样一个观点：马修斯并不是魔鬼附体，而是得了一种情绪障碍。他有先天的遗传基础，后天又受到了比较强烈的刺激才会发病。

皮内尔指出，像马修斯这样的病人应该离开疯人院，改由家人来照顾，要采用人道主义原则来对待这类疾病。他的观点无疑是现代精神医学的开创之作。故此，菲利普·皮内尔被尊称为现代精神医学之父。

自菲利普·皮内尔1809年发表了期刊报告后，一直过了近90年的时间，精神分裂症才第一次有了正式的名字。

当时德国的精神科医生埃米尔·克雷佩林（Emil Kraepelin)不仅是一位出色的医生，也是非常优秀的实验生物学家。他是历史上第一个对精神疾病做分类的科学家，精神分裂症、躁狂抑郁症都是由他甄别分类的。彼时，他研究了精神分裂症之后，将其命名为“早发性痴呆”。

到了1911年，瑞士精神病专家厄根·布洛伊勒（Eugen Bleuler）认为，精神分裂症实际上不是痴呆。因为痴呆是不可逆的过程，它只会越来越严重，但是精神分裂症实际上是可以医治的。他为精神分裂症取了新的名字，他从希腊语当中取了两个单词：schizein和phren——schizein的意思是分裂，而phren的意思就是精神——两者合起来就是Schizophrenia，即精神分裂症。

2

精神分裂症的症状和诊断

今天我们已经知道，精神分裂症的核心就是所谓的精神错乱（Psychosis）。精神错乱并不是疾病，而是一种症状。它并非精神分裂症独有，其他精神类疾病也有，比如躁狂抑郁症。精神错乱简单来说就是“与现实相割裂”，大概包括幻觉、妄想和思维错乱三个方面。

首先是幻觉，包括幻视、幻听。如嗅觉、味觉等都有可能产生幻觉。

其次，妄想是对现实的一种错误执念。即便有人说某些想法是错误的，并提供了相应的证据，希望行为人改正，但这个人仍然拒绝改正，也可以说顽固不化就是妄想。

常见的妄想有以下几种：最普通的就是宗教狂热；还有一种叫作迫害型妄想，主要表现为自己身上无论出现什么样的不幸，总是认为别人在故意破坏他；还有一种叫作受控制型妄想，比如我认为我的思想，我自己说的话，包括我现在在台上走来走去，都不是自我控制，而是别人强加给我的。或者我自己想说的一些话，我突然之间想不起来了，有可能有人从我的头脑中将它删掉了，这就是一种妄想。

思维混乱相对而言就比较容易理解。它主要指我们的语言和行为的逻辑联系比较混乱，让人捉摸不透、感到怪诞，甚至会产生一些不良行为。

以上三者就是精神分裂症最核心的症状，即精神病性症状或阳性症状。精神分裂症还有另外两大类症状: 一类叫作阴性症状，还有一类是认知症状。阴性症状主要是跟情绪相关的，比如我在跟你们说话的时候，你们可能觉得我没有感情色彩。另一方面，认知症状可能具体表现为对自己的工作漫不经心，缺乏责任感。恰恰是这种缺乏责任感，会导致患者在认知方面出现一些问题。而这通常被称作执行力弱。

幻觉、妄想和精神错乱，这三大类症状构成了精神分裂症的核心症状，另外还有一些患者表现出来的特殊行为，比如说躁狂抑郁或者一些攻击性行为。总体来看，精神分裂症的特征就是在思维、感知、关注点以及情绪方面和正常人偏离比较大，因此导致他的行为和身边的人不太协调，最终出现人际关系失常，以至于他必须远离原来所在的群体。

虽然我们已经知道了精神分裂症的主要症状，但实际上还会有很多误诊。历史上也曾出现过长时期的混乱局面。70年代，美国和英国的科学家做过一项联合调查，比较了美国和英国精神分裂症发生的情况。最后他们发现，美国精神分裂症发病率比在欧洲要高几倍。之所以出现这种结果，是因为两者采用的诊断标准不一样。美国通行的标准为《精神疾病的诊断与统计手册》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders），英国的诊断标准则是《国际疾病分类》（International Classification of Diseases）。所以, 当时大家认为美国的标准过于宽泛，把很多正常人也诊断为精神病人。

当时，美国关注这个现象的人也在反思这种局面，其中的代表性人物是精神科医生大卫·罗森汉（David Rosenhan）。大卫·罗森汉通过一组实验发现，院方在诊断病人时存在很大的误差，他们不仅容易把正常人群视为精神分裂症患者，也存在将病患视为正常群体。罗森把这个实验的结果汇整成一篇名为《在疯狂的地方做出正常的思考》（On Being Sane in Insane Places）的文章，并将其发表在《科学》杂志上。

他在文中写道：“在精神病院里，我们不能分辨哪些人是疯癫的，哪些人不是。精神病院本身制造了一个特殊的环境，在这里人们的行为非常容易被曲解。”他还呼吁，美国的精神疾病诊断标准需要颠覆式的修订。

这篇文章发表于1973年，其后每一年都有人将其拿出来争论一番，但所有人都同意美国的精神分裂症诊断标准存在重大问题。

直到1980年，美国精神病学会出了DSM的最新版，也就是第三版。这一版不但完全修订了精神分裂症的诊断标准，而且对绝大多数精神疾病的诊断标准进行了较大幅度的修改。所以1980被认为是美国精神病学史上非常重要的一年。DSM的第四版使用的时间比较长，2013年才有了第五版。现在，不光是美国，我国对于疾病的诊断，很多时候依据的就是DSM第五版。

所以大家可以看出，精神分裂症的诊断标准历经了漫长的“混乱”，最后才相对稳定下来，时至今日我们仍在沿用这套标准。

3

精神分裂症的遗传因素

精神分裂症的研究实际上更加曲折复杂。到今天为止，没人敢讲精神分裂症究竟是怎么发生的。我们只能根据现有的这些信息，大致总结出一个框架。

首先，精神分裂症一定有遗传基础，在遗传的基础上，环境因素才能起到作用。并且，环境因素不仅指病人发病时受到的刺激，更主要的是先天的环境，包括母体在怀孕时受到的环境影响，以及病人童年成长遇到的压力等。先天的遗传因素和早期环境因素结合起来，导致孩子从早期胚胎发育时，或者是童年发育时，大脑结构出现一些轻微的变化，但这些变化实际上并不足以引起精神分裂症的发生。

在相当长的时间内，这些孩子仍然能跟正常人一样。直到他们成年后，大脑缺陷的变化经过长期累积到一定程度后，在偶然的情况下受到内部（内部的压力可能有慢性的性格的压力，或者是一些脑部创伤，比如说大脑突然受到撞击，或者是脑肿瘤、脑出血、癫痫）或者外部压力（来自社会的支持和理解）刺激，精神分裂症的症状就会突然迸发出来。

迸发出来之后，不仅是行为反应异常，还伴有身体其他器官与系统异常，比如激素的分泌，自主神经系统、免疫系统、消化系统等的功能，所有的器官与系统都会受到一定的影响。在临床上，我们观察病人的病情会发现，阳性症状的严重程度基本保持稳定不变。但阴性症状和认知缺陷实际上会越来越严重，因为生理反应和行为反应会相互促进，形成恶性循环。

先天的遗传因素和早期的环境压力，究竟谁起更大的作用？或者说，谁占决定性的主要作用？很长一段时间内，这是问题争论的焦点。但是后来大家认识到，这种争论其实没有太大意义，每个人的情况都不一样。所以最后就有multi-hit假说来解释两者的综合作用。

我们基本上可以肯定，每位精神病人一定会有一些先天的遗传因子。如果遗传风险比较低的话，他后天受到的环境压力则应该比较高，才能达到发病的阈值，症状才能体现出来；如果先天的遗传风险非常高的话，那么只要稍微受到一点压力，精神分裂症就能够在行为意义上表现出来。作为一个生物学的研究者，我跟大家主要介绍的是一些遗传因素，以及由遗传引起的神经生物学方面的变化。

精神分裂症的遗传因素，大约有三方面的证据。双胞胎研究显示精神疾病受遗传因素的影响较高，包括自闭症、躁狂抑郁症、精神分裂症以及抑郁症。如果是在同卵双胞胎中，精神分裂症的遗传度大约为50%。

第二个证据就是家系研究。统计发现，精神分裂症在家系中遗传度最高可达80%。也就是说，父母如果有一人患精神分裂症，那么在他们的五个孩子中，最多有四个孩子会有精神分裂症。

第三个证据来源于所谓的收养研究。流行病学家经过跟踪发现，孩子的原生家庭如果是精神分裂症家庭，他的养父母家庭即便是完全正常的，孩子长大后患精神分裂症的几率仍然会比较高。相反，如果这个孩子的原生家庭是精神健康的，即便他的养父母中有精神分裂症，这个孩子将来也不会得精神分裂症。

4

精神分裂症的神经基础

下面我稍微讲一些跟精神分裂症或自闭症相关的神经系统知识。大脑从后往前大概分为三个部分：后脑、中脑和前脑。后脑主要负责跟运动反射相关的一些功能；中脑主要跟感觉信息的中继与整合、情绪以及人的动机有关；前脑是最重要的，前脑在生物的进化史中是出现最晚的结构，动物越高等，前脑的体积也就越大。实际上，我们人类的前脑不仅大，而且还有很多沟和回，所以功能极其复杂。基本上，跟大脑有关系的活动都聚集在前脑这一块——学习、记忆、情绪、情感，还有决策的制定、运动、语言。

前脑中最著名的结构就是大脑皮层。我们按照它的功能和结构进行分区，大概可以分四个区。和精神分裂症关系最大的，就是靠近我们额头的额叶。在大脑皮层的深处，在它下面有一大块核团，我们管它叫边缘系统。边缘系统实际上并不是一个核团，而是一群核团的总称，其中有几个比较重要的部分：下丘脑、杏仁核和海马体。

下丘脑：控制激素分泌和自主神经系统，跟身体的生理状况关系很大；

杏仁核：我们的恐惧中心，负责产生恐惧反应，并且形成恐惧的记忆，它和精神疾病的关系非常大；

海马体：传统上我们认为它是学习记忆中心，聪明、学习能力强的人主要就是因为海马体比较发达。但是最近十几年的研究发现，海马体同时也是情绪中心，如果它受到损伤的话，人就很容易抑郁。

不管是皮层，还是边缘系统，疾病究竟怎么和这些系统联系起来的？实际上就是通过神经元和神经元之间的连接。神经元和神经元之间的信号传导就是突触信号的传递。突触分为两部分，突触前的部分属于上一级神经元，突触后的部分属于下一级神经元。在突触前的部分，神经递质释放并扩散，然后结合在突触后膜上的膜受体，把信号从上一级神经元传递到下一级。

不同的神经元释放的神经递质实际上是不一样的，我们所知道的大脑神经递质大概有十几种，比较重要的可能有四、五种。和精神分裂症关系最大的神经递质是多巴胺，它主要是在中脑产生的。多巴胺和我们的奖励行为、欲望有关。神经生物学研究发现，多巴胺在大脑中投射的通路主要有四种：黑质纹状体束、中脑边缘束、中脑皮质束、结节漏斗束。

在精神分裂症病人的大脑中，中脑边缘束活性上调，中脑皮质束的活性下降。目前大家一致认可的模型认为，中脑边缘束的上升导致了病人阳性症状的产生，而中脑皮质束的下调导致了阴性症状产生。

在病人体内进行基因测序的时候，确实也发现了一些基因和多巴胺相关，比如跟多巴胺代谢有关的COMT，以及多巴胺神经递质受体的一个亚基DRD2，另外一个重要的基因则是GRIN2B——它的基因编码是谷氨酸受体的一个亚基。

有意思的是，在自闭症孩子身上也有GRIN2B的突变，但是自闭症孩子的突变比较靠近基因的核心功能，而精神分裂症病人的突变是远离核心功能区。这样的话就有一种假说来解释自闭症和精神分裂症发病的时间。自闭症的孩子发病年龄通常是在三岁之前，而精神分裂症的孩子一般来说要等到青春期结束之后，也就是在十八到二、三十岁发病。基因突变如果靠近核心功能区，蛋白质功能受损就会比较严重，这可能是导致自闭症孩子发病早的一个原因。而对于精神分裂症病人来说，基因突变远离核心功能区，所以它引起的缺陷相对而言比较温和，经过长期积累才会最后发病。

除了跟神经递质相关的基因，另外还有一些基因和突触功能有关。目前公认的和精神分裂症关系比较大的基因有NRG1和DTNBP1等。NRG1主要负责在突触的膜上进行信号的传递，最后会影响学习和记忆，在精神分裂症患者当中，存在这种基因突变；DTNBP则在突触前负责刺激谷氨酸的释放。

第一个被发现可能和精神分裂症直接相关的基因，是2000年发现的DISC1（Disrupted in schizophrenia 1）。在一个苏格兰家庭中，科学家对他们的1号染色体进行测序，结果发现1号染色体最末尾的一块断了一小截，断掉的一小截并没有消失，而是跑到11号染色体上去了。1号染色体留下一小截断口，就导致苏格兰家系出现高发性精神分裂症。后来到2005年，在美国的另外一个家系中又找到了DISC1，这起案例中丢失的数量更少，仅仅是在最末尾的四个核酸丢失，正是这四个核酸使该家系出现高发的精神分裂症。

当我们找到这些基因后，要去研究它，最常用的方法就是小鼠模型，制作小鼠的转基因模型或基因敲除模型。当小鼠长大后，对它进行行为学上的确认。对于精神分裂症来说，应用最广泛的一个行为范式是前脉冲抑制（Prepulse Inhibition）。

这是在临床上常用的范式，所以我们把它当作一种金标准，在人身上测试通过，然后再把它移植到小鼠上。前脉冲抑制的原理该怎么理解呢？举个例子，我正在跟大家说话，如果突然有人在背后大叫，我肯定会有很惊恐的反应，但如果这人在背后先轻咳一声——这样我心里就有准备——这个时候他再大叫的时候，我的反应就会小很多，这是正常的；但如果是精神分裂症的病人，他的惊恐反应就会一直很大。

大部分基因的功能都是集中在突触上，基因的突变会导致突触的功能发生异常。发生异常后，一般来说会有两种情况：一种是突触感受到自身的活性是异常的，所以会自杀，也就是说，突触自己会死；第二种情况是突触周边的其他细胞，比如神经胶质细胞，会感受到突触的活性异常，于是采取某种机制把突触吃掉。但不管是自杀还是他杀，最后的结果都是突触数量下降。所以在精神分裂症病人的大脑里，较大的趋势变化就是突触的数量要低于正常，尤其是在突触修剪的阶段。

2011年，一项发表在《自然-神经科学》上的综述总结了在不同类型的病人当中，突触数量的变化。

对于普通人来讲，从胚胎期到青春期之前，突触的数量一直都在上升，这是神经发育的一个阶段。从我们进入青春期开始，一直到成年这段时期之内，突触的数量实际上在一直减少，这个阶段叫突触修剪期，其他不需要的突触会被去掉，从而使神经环境固定下来。当青春期结束，我们的性格和思维方式基本上就这么固定下来了。在随后的几十年中，突触数量大致上是不变的。一直到老年，突触的数量才会缓慢下降。

精神分裂症病人在发育期和正常人区别不大，但是进入到青春期之后突触出现过度修剪，所以他的突触数量要比正常人低很多。相反，自闭症的孩子从开始发育的时候到进入青春期之前，突触数量就比正常孩子高很多。进入青春期之后，他们的突触修剪是明显不足的，所以突触数量要远远高于普通孩子，终其一生他的突触数量都会远远高于普通人。

5

自闭症谱系障碍

下面我给大家介绍一下自闭症谱系障碍，这种疾病基本上在三岁之前就会显现出来。我们每个人在出生后都有发育的过程，发育的每个阶段都会有门槛，比如说三个月大的孩子就开始辨别光线和形状；六个月大的孩子已经懂得和父母做一些社交互动，比如当父母逗他玩的时候，他就知道哈哈大笑；到了9月大，孩子实际上已经懂得自己是谁，知道自己的名字，同时也知道爸爸妈妈是谁，面前这个人究竟是男是女，他懂得辨别这些人的身份；一岁大的孩子已经开始主动去学习一些社交，会主动进行一些游戏模拟。

自闭症的孩子可能会在这些方面出现少许延时，如果不能及时赶上，在他长大之后，就会在三个方面出现缺陷：交流、社交和想象力。

在交流方面，一方面是语言的交流，另外一方面是非语言交流——眼神、表情、肢体语言和手势。可以明显看出，自闭症孩子在这方面和正常孩子相比是比较缺乏的。

在社交方面，自闭症的孩子可能不爱社交，也不懂得怎样社交。例如，当我们看到一个陌生人，我们想去跟他说话，肯定会先朝他笑一下。但是自闭症的孩子不懂，他可能会直接上去，很生硬地和人开始谈话，会让人觉得比较突兀，这就是社交方面的缺陷。

想象力方面，一般的孩子在玩耍的时候，肯定是今天玩这个游戏，明天玩那个游戏，或者会自己创造一个游戏。然而自闭症的孩子就缺乏这种想象力。甚至当使用一些东西的时候，他可能会特别刻板、固定地使用一样东西。比如喝水只用一个杯子，吃饭只用同一个碗，走路永远只走一条路线——这就是缺乏想象力的表现。我们看到的就是所谓的“重复刻板行为”。

第四个特征是在DSM第五版当中才收录进去的，就是自闭症孩子可能对外界环境感觉信息的反应，跟普通孩子有些不太一样。有一部分人是反应不足，父母跟他说话时他能分辨出来，他能听，但是别人跟他说话他完全就当听不到，哪怕拿个鼓在耳边敲，他都没有反应。还有一种是反应过度，比如在嘈杂的食堂吃饭，反应过度的自闭症孩子就会觉得很恐惧，待不下去。

所以交流、社交、想象力以及感觉信息的反应异常，就是目前DSM第五版对自闭症孩子进行诊断的主要手段。

6

自闭症的研究历史

自闭症的研究历史其实很短，长期以来人们一直认为自闭症是精神分裂症的一种。直到二十世纪六十年代，自闭症才正式从精神分裂症中划分出来。

最早研究自闭症的有两个人。第一个是美国精神科医生利奥·肯纳（Leo Kanner），他当时是约翰·霍普金斯大学医院的医生。在1943年，也就是二战后期，他研究了11个只有几岁大的孩子，这些小孩子表现出特别以自我为中心的特质。肯纳跟踪的时间很长，他认为这个现象是因为先天患病，他也提出后来被证明错误的观点——这些孩子反常的特质是因为父母的教育方式有问题。

肯纳在当时写道：“这些突出的、‘病理性’的障碍是这些孩子无法以正常的方式将自己与身边的人或事物联系起来……从一开始就存在一种极端的自我封闭，只要有可能，这些孩子就会忽视和排斥任何外界的接触。”

他把这种病命名为“早期儿童自闭症”，并指出它和传统的精神分裂症应该是完全不同的两种病。

差不多和肯纳同一时间，德国的精神科医生汉斯·阿斯伯格（Hans Asperger）也在研究德国的这样一批孩子。德国孩子的年龄比较大，已经十几岁了，但是这些孩子表现出来的行为缺陷和肯纳研究的几个孩子非常像。巧合的是，阿斯伯格也把这个病定义为自闭症，叫作“自闭型精神病”。1980年代，英国的研究员洛娜·温（Lorna Wing）找到了阿斯伯格当年写的病例报告。他把这个病重新以阿斯伯格的名字命名，即阿斯伯格综合征。

因此，利奥·肯纳和汉斯·阿斯伯格被认为是研究自闭症的先驱。

直到1960年代，自闭症才被正式承认和精神分裂症完全不同，应该单独把它分离出来。到了1970年代，经历了两代自闭症患者的随访调查，自闭症被确定为遗传病，有神经生物学的基础。1980年，DSM第三版第一次收录了自闭症，将其放在广泛性发育障碍下面，作为它的一个支系。

七年之后，在DSM-3-II修订版中，自闭症和广泛性发育障碍的最后一个小类NOS合并成了一个谱系症。NOS就是Not Otherwise Specified，即这一类病人没有办法归到上面任何一类，于是把它们全部合起来，组成一个小类。到了1994年，DSM第四版加入了阿斯伯格综合征。到了2013年，童年瓦解性障碍也被加入其中。

在DSM第五版中，广泛性发育障碍主要有五个病，其中有四个病现在都归于自闭症谱系障碍，它们分别是自闭症、阿斯伯格综合征、广泛性发育障碍的NOS型，以及童年瓦解性障碍，唯一还没有归入到自闭症的是瑞特综合征。

我们来看一下这几个病之间的区别：

阿斯伯格综合征：它和自闭症的区别是，它是高端功能自闭症，即在基本功能上，包括说话、学习，对周围的探索，这些孩子都属于正常范围。他们和周围人格格不入的地方主要体现在非语言交流：眼神、手势、肢体语言，他们仍然会出现自闭症孩子的缺陷。尤其是肢体语言，他们无法理解，而且自身不愿意社交，喜欢和人保持一定的距离。比如好朋友见面的时候拥抱一下，可是患有阿斯伯格综合征的孩子会比较抗拒这些。另外一个特征就是兴趣的独特性，他们的注意力会放在一个事物上，所以在重复刻板行为方面和自闭症的孩子有一定的相似之处。

童年瓦解性障碍：这些孩子就很可怜了，他们在两、三岁之前和正常孩子完全一样。然而从两、三岁开始到十岁这个范围之间，他们会退化到自闭症的水平。为什么说这些孩子可怜，大家可以想象一下，就像失明的病人，如果是先天性失明，没有见过光明，可能问题还不大；但如果是后天失明，他知道这个世界是什么样子，从此却看不见了，他心里面是很痛苦的——童年瓦解性障碍的孩子就属于这种情况，他知道自己身上出现了什么样的变化，但他无力去改变。

瑞特综合征：瑞特综合征只有女孩会得，男孩不会得。患有瑞特综合征的孩子长大之后表现出来的行为，实际上也是自闭症的特征，但和自闭症的孩子又有不一样的地方。首先就是男女发病比例，瑞特综合征是专属于女孩的疾病，而自闭症谱系障碍中男孩居多，男女比例大概是4:1。第二个方面就是瑞特综合征的女孩明显发育迟缓，长大后你会发现她的头围，就是头部的大小会比正常的孩子小。但是自闭症的孩子刚好相反，他们在小时候头要比普通孩子大。

很早的时候，大家就觉得自闭症孩子的头好像比一般孩子要大，但是一直没有系统性研究来证实这一点。第一个系统研究是在2003年，研究者在这些孩子出生后测量头围，通过追踪发现，自闭症的孩子会出现两个快速的头围生长期：第一个是在出生后1到2个月，另外一个是从半岁到一岁。一直到进入青春期之后，普通孩子头围才会追上来，两者才会持平。

去年，北卡罗拉来纳大学的学者做了全美范围的跟踪调查。他们找了一批自闭症孩子，研究这些孩子在早期发育时头围的变化。他们选了包括大脑体积、表面积，以及皮层的厚度在内的几个指标。他们把这些孩子分为三个群体：一个是自闭症家庭的自闭症孩子，叫作高风险型；第二个是自闭症家里没有自闭症的孩子，即低风险型；第三种是正常对照，即普通家庭的普通孩子。

对比这三组后研究人员发现，无论是大脑体积、表面积还是皮层厚度，指标最高的都是自闭症家庭的自闭症孩子，指标最低的都是普通家庭的普通孩子。这样的分布是否具有性别特异性？研究人员又去看男孩和女孩的指标分布，结果发现不存在男女差异。因而在很大的样本范围内，自闭症孩子头部的体积要比同年龄的普通孩子大一些。

头围大到底是不是好事？我们总说头大的小孩比较聪明，但是对于自闭症的孩子来讲，头大有可能是一种负担。他们的大脑长期以来受到的负荷过重，长大后可能会提前出现脑萎缩的情况，比如杏仁核的缩小。

杏仁核跟人的社交有很大关系，尤其是对面部表情的识别、精细表情的识别有非常重要的作用。曾经有人做过一个实验，找到杏仁核正常和杏仁核受损的人来识别面部表情。当人的全脸露在外面，杏仁核受损的人能够进行面部识别，喜怒哀乐都能认出来。但如果把面部遮住，只把眼睛露在外面，通过眼神来表达人的情绪，就会发现杏仁核受损的病人没有办法正常识别人的眼神。

十几年前的研究发现，自闭症孩子的杏仁核体积要比同龄的其他孩子大。然而这非常不好，因为杏仁核越大，到了六、七岁的时候，这个孩子的自闭症症状就会越严重。另外一些研究显示，自闭症孩子长大成人之后，杏仁核的体积反而会缩小，发生萎缩。推测原因是：这些孩子可能小时候大脑负荷过重，导致神经元出现早衰、死亡，所以成年之后杏仁核出现萎缩。

梭状回也是跟社交关系很大的脑区，它在我们的大脑皮层、颞叶的下面，主要负责识别人们喜欢的东西。早期认为它是用来识别人脸的，看见人脸时梭状回会开始放电，后来发现它的功能不止于识别人脸，只要是自己喜欢的东西，都可以产生放电。所以对于正常人而言，如果看到自己喜欢的乐器，梭状回会放电。但是对于自闭症的孩子而言，他看见人的时候，可能只在看见父母的时候梭状回才能放电，而看见其他人的时候不放电，当看见自己平时特别喜欢玩的玩具时，他的梭状回又会放电。所以很久以前大家就在想，梭状回可能跟自闭症孩子只认识自己的父母有很大关系，即与面部识别有关。

在一项2002年的研究中，自闭症的孩子需要看一部电影《谁害怕弗吉尼亚·伍尔芙？》。这部电影只有10%的时间是有台词的，而90%的时间都是靠眼神去进行交流。所以研究人员将这部电影作为范例，让自闭症孩子去观察人的眼神。观影的自闭症孩子一部分是梭状回的功能比较弱，但还没有完全消失，另外一部分梭状回的功能几乎没有了。

对他们进行比较，结果我们看到正常的孩子会看人的眼睛，会通过识别眼神来理解这个电影到底是什么意思。梭状回受损比较轻微的自闭症孩子，他们倾向于看演员的脸颊和嘴巴，他们试图通过语言来理解到底是什么意义。如果是梭状回完全受损的孩子，他们会在屋子里面到处乱看，没有一个集中的角度。这就说明梭状回和社交学习有非常大的关系。

7

自闭症的病因

自闭症是遗传度最高的疾病之一，但是环境的因素其实也很重要。当年肯纳第一次提出自闭症这个概念时，同时提出一个错误的理论——“冰箱妈妈”，他认为这些孩子是因为妈妈教育方式不当才发病的。这个理论后来被证明是错误的。而最近十几年的研究，我们发现母亲对于孩子是否会得自闭症确实有很大影响，不过这种影响更可能是通过生物学因素来实现。

例如，十几年前的流行病学调查发现，如果妈妈怀孕时受到病毒或细菌感染，或者吃错了药，那么孩子将来得自闭症的几率要比普通孩子高好几倍。这些病毒或细菌激活了免疫系统，而这些免疫系统的障碍会通过胎盘，从妈妈体内传递到孩子身上，在小孩身上造成自闭症。

2016年，美国学者在《科学》杂志上刊登了一篇文章。他们在怀孕的母鼠身上模拟了病毒侵染的症状，激活免疫系统之后，把一种叫作白介素17A的免疫因子通过胎盘传到了母鼠肚子里面的小鼠身上。他们发现这些小鼠在神经发育的过程中，大脑皮层会出现非常大的缺陷。

我们可以看到正常小鼠的皮层分为六层，每一层之间的界限都是非常清晰的。但是母体免疫激活之后的小鼠整个大脑皮层都是乱的。这样的小鼠长大以后就会出现自闭症的症状。

这个实验是如何实现的呢？比较有代表性的方法有三箱社会交互实验和重复刻板行为实验。

三箱社会交互实验：把箱子中间用两块隔板隔开，隔板上面有个小门，小鼠可以通过这个门自由进出。在左右两边都各放一个笼子，左边的笼子里有另外一只小鼠，右边的笼子里可能会放一个玩具。将我们需要测试的小鼠放在中间，然后让它自己去选择往哪边跑。如果是正常的小鼠，它会选择与左边的小鼠进行社交，比如去闻和嗅，跟它接触。而如果是母体免疫激活之后生下来的小鼠，它长大之后就会出现社交回避行为，不愿意与别的小鼠进行社交，宁可跑去玩玩具，即出现社交方面的缺陷。

重复刻板行为实验：也叫埋珠实验，这实验应用了什么原理呢？我自己家里有一条小狗，它冬天会喜欢去大街上有树叶堆起来的地方，往树叶堆里面跳，跳进去之后就开始刨。小鼠也一样，平时也会去刨笼子底下放的垫片，这是动物的习性。如果是自闭症的小鼠，它会刨得特别多。我们通过垫片盖住珠子的数量来判断，小鼠是否出现过度刨的行为。结果发现母体免疫激活之后生下的小鼠盖住的珠子特别多，这就说明它出现了重复刻板行为。

自闭症很有可能是目前所知的人类疾病当中遗传几率最高的。科学家们对192对双胞胎进行了研究，其中大约1/3是同卵双胞胎，2/3是异卵双胞胎。如果我们使用比较宽泛的自闭症定义的话，同卵双胞胎两人都是自闭症的几率高达90%。如果我们把这个标准放窄，要求两个人的行为症状完全一致，大约有70%的同卵双胞胎的行为缺陷是完全一致的。 这就说明自闭症的确受遗传的影响很大。

自闭症的流行病学调查引导我们通过性染色体去探寻自闭症的遗传因素。自闭症的孩子主要是以男孩为主，发病比例大概是4:1，人有23对染色体，最后一对就是性染色体，女性有两条X染色体，男性有一条X和一条Y染色体。于是研究者通过X和Y染色体找到了两个可能和自闭症有关的基因，第一个叫作MeCP2，第二个叫作FMR1。

MeCP2就是瑞特综合征的致病基因。MeCP2在X染色体上，女性有两条X染色体，它有两个拷贝，而男性只有一个，所以这个基因一旦出现了缺陷，引起的后果会非常严重。女性的两条X染色体之一出了问题，孩子还是可以生下来的，但生下来的女孩会得瑞特综合征。如果是男孩的话，他只有一条X染色体，所以这条基因上的MeCP2如果出现了问题，这个男孩基本上在胚胎期就已经死了，偶尔生下来也会出现重度智力缺陷。

MeCP2出现缺陷导致了和自闭症几乎完全一致的症状，所以我们怀疑自闭症与MeCP2的功能出现问题有关。

另外一个基因就是所谓的FMR1，它也是脆性X综合征的致病基因。这个基因也在X染色体上，编码一个突触的功能蛋白。FMR1出现问题之后，男性就会出现脆性X综合征，这些孩子当中超过一半将来都会得自闭症。

除了这两个基因以外，研究者还找到了很多在常染色体上面的基因。这些基因中的很多影响的是突触蛋白，继而影响到突触的功能与结构。这就导致了自闭症孩子突触的数量要比正常孩子多得多。

今天我就给大家讲到这里，首先要感谢我自己实验室的小伙伴。另外，特别感谢神经现实及合作方能够提供这个机会，让我来跟大家做交流，特别高兴参加精神疾病的科普活动。最后，PPT当中有些素材，有的是我知道出处的，有的是我自己也不知道是从哪里来的，感谢这些作者。最后谢谢各位。

演讲稿已经过编辑，并由姚骏教授审校。

本账号系网易新闻·网易号“各有态度”签约账号

整理：顾金涛、酒酒、刺猬、狼顾

编辑：亦兰、Spring、EON

姚骏教授

清华大学生命学院研究员、博士生导师，清华北大生命科学联合中心研究员，清华大学IDG/麦戈文脑研究院研究员。

“

为了回馈大家一直以来对神经现实的支持，我们决定开启任性赠送纪念品环节！请各位小伙伴留言本期演讲推送，被选中的小伙伴将获赠Mind+第二期演讲限量定制明信片一套，全国（港澳台除外）包邮寄送！

深读

1

# 认知科学

2

# 神经科学

3

# 科学哲学

科学的盲点

4

# 神经病学

Messages from the unseen world_

神经现实  | 大脑 心智 认知

神经现实是公益的科学传播组织，专注于神经科学、认知科学、神经病学和精神病学等领域的深度报道和前沿解读。点击“阅读原文”，进一步了解我们。