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重點提要
■許多精神疾病並沒有明顯的腦部損傷，長久以來，人們認為這些病症完全源自心理問題。
■神經造影研究發現，許多精神病患的大腦認知處理神經線路活動異常，讓科學家首次觀察到生理異常造成的心理症狀。
■了解精神疾病的生物基礎，將能釐清線路失常的原因，提供客觀的診斷方法，並發展精確的治療方式。
在醫學大多數的領域中，醫生慣例都是先找出病人生病的原因，再謀思根治的方法。然而過去在面對精神或行為疾病時，由於無法偵測到具體的原因，醫生只能將疾病歸咎於「精神不正常」，然後給予「心理治療」。但是以現代生物學為基礎的神經科學和基因組學研究，目前正逐步取代將近100年來的純心理理論，並且衍生出治療精神疾病的新方法。
許多以往劃分為精神疾病的病症，現在都證明有生理成因。舉例來說，自閉症是神經元之間連結異常造成，而異常的原因往往是遺傳突變；精神分裂症如今視為腦部發育疾病，治療方法也隨之改變。然而大眾、甚至臨床醫師在面對抑鬱症、強迫症（OCD）、創傷後壓力失調（PTSD）等精神疾病時，仍無法接受它們可能是腦的生理疾病。
相較於其他醫學領域，我們對這類精神疾病的了解落後許多，主要是因為它們不像典型的神經疾病（例如帕金森氏症或中風），可以看得見損傷。精神疾病患者在腦部不會有明顯的病變，不易察覺到具體的原因。不過利用最新的造影技術來探討大腦運作，科學家發現，即使有些腦區偵測不到細胞減少，但腦區內的活動或腦區間的傳訊的確有異常的現象。
神經造影技術打開了大腦的黑盒子，讓我們首次能夠以腦區間連結失常，或是應該同步活化的腦區彼此不協調的觀點，來探究精神疾病。大腦各個區域在執行心智功能時合作的方式，就像電子線路一般。而最新研究顯示，許多精神疾病可能就是線路故障造成的。
科學家現在仍在繪製每一種疾病的大腦「線路圖」，但是這個新觀點已經為精神病學界造帶來了強烈衝擊，它有助於開拓經驗診斷的道路，提供疾病成因的線索，從而發展更有效的治療方法。
過度活躍的大腦迴路
要清楚我們對精神疾病的認識有何長足進展，抑鬱症或許是最好的範例。抑鬱症影響了16%的美國人，可能導致患者失去工作、藥物濫用和自殺，它的正式診斷名稱為重度抑鬱障礙（major depressive disorder），是已開發國家最普遍的疾病之一，也是造成15~44歲年齡層身心障礙的主因。症狀除了心理上的無助和無望感外，還包括各種生理症候，例如沒胃口、睡眠失調、便秘和疲憊（有時混雜了焦慮情緒）。抑鬱症會影響免疫系統和多種激素的分泌，增加罹患心血管疾病的風險。雖然抑鬱症對人體影響廣泛，但基本上仍屬腦疾病，而且有充份的證據顯示，位於大腦前額葉皮質（prefrontal cortex, PFC）的25區，是抑鬱症線路系統中的樞紐。
25區的名稱源自1909年德國神經學家布洛德曼（Korbinian Brodmann）建立的人腦圖譜，他將大腦皮質劃分成52個區域。而這個位於大腦前方中線深處的25區，過去100年來一直未受重視，但近10年的研究顯示它與抑鬱症有關，引來了臨床神經科學家的許多關注。舉例來說，美國艾茉利大學的梅伯格（Helen Mayberg）和同事指出，抑鬱症患者的25區過度活躍，患者如果以藥物控制或心理療法改善症狀後，該區域的活動會隨之減緩。
其他線索也指出25區在抑鬱症中扮演重要角色。這個區域富含血清張力素轉運蛋白（serotonin transporter），血清張力素屬於神經傳遞物，其轉運蛋白則會影響神經細胞能夠接收到的神經傳遞物濃度。一般相信許多抗抑鬱藥物就是作用在血清張力素轉運蛋白，從而促進神經信號傳遞。曾在美國國家精神衛生研究院共事的培薩瓦茲（Lukas Pezawas）、麥爾林登伯格（Andreas Meyer-Lindernberg）等人，研究了100多位沒有憂鬱沮喪者的腦部掃描結果，這些人的血清張力素轉運蛋白有長、短基因型的差異。研究人員發現，短基因型的受試者製造的轉運蛋白較少，使得25區體積變小，一般相信這些人罹患抑鬱症的風險會比較高。此外，短基因型受試者25區的活動也和杏仁體等皮質下構造是分開獨立的。
這些研究結果讓神經科學家相信，抑鬱症其實是神經迴路疾病，是25區活動異常擾亂了與它相連的龐大網絡，而網絡中的構造包括：影響食慾、睡眠和能量使用的下視丘與腦幹，調節焦慮及和情緒有關的杏仁體與腦島，對記憶處理和專注力極為重要的海馬，以及與思考和自信有關的額葉皮質。
大腦不斷整合輸入的感覺訊息和協調反應，是個處理資訊的器官。若是延用電路的比喻，25區就像龐大網絡的總樞紐，可感應並調整腦部關於恐懼、記憶及自信的構造的活動；當25區功能失常，無法協調其他中樞的活性時，就會導致資訊處理的偏頗，扭曲對內、外世界的評估。假如這個觀點是正確的，重新設定25區的活化將可調整下游中心，減輕抑鬱症的症狀。事實上梅伯格證實了以電流刺激25區附近區域可減緩25區的活動，讓那些標準療法束手無策的抑鬱症患者復原。
如果25區會讓大腦陷於異常的迴圈中，那麼治療的目標將類似電腦當機時的「重開機」。相同的原理也可應用到其他精神疾病，特別是強迫症，因為任何人都看得出來強迫症患者陷於不正常的思路和行為週期。
繞不出來的重複動作
在早期，強迫症被視典型神經官能症，是心理衝突造成的，理想的治療方法是心理分析。強迫症患者會因重複侵擾的念頭（執拗）、不斷從事特定的「儀式」（強迫行為）而受傷。有些患者可能覺得骯髒而反覆洗手以至於磨損皮膚；有些患者會有事情沒做完的感覺，在出門前不停檢查爐子、水龍頭或門鎖。強迫症患者通常也都知道他們的想法沒有道理，但卻無法控制執拗的念頭或強迫的行為，嚴重的患者甚至無法自理生活。
強迫症患者經常形容他們的症狀是心理性的「抽動症」。抽動症患者會做出一些不受意識控制的肢體動作。事實上許多強迫症患者除了有執拗的想法，也會表現出抽動症的症狀。許多神經科學家相信，動作的調控牽涉了一連串迴路，這些神經線路連結了大腦皮質和基底核（basal ganglion，肢體動作的啟動和協調中心）等腦區。在運動型抽動症或嚴重的杭丁頓氏症中，患者的非意識動作都顯示了這個線路的異常活躍，而且問題常常出自基底核。神經造影研究發現，強迫症患者基底核附近的迴路也異常活躍，而線路中的構造包括了與決策等複雜心智活動有關的眶額葉皮質（orbitofrontal cortex）、基底核內部的腹側尾狀核（ventral caudate nucleus）和傳遞並整合感覺資訊的視丘（thalamus）。
除了神經造影研究外，其他證據也顯示這個線路過度活躍與強迫症的關聯。大多數強迫症患者以藥物或行為療法改善病情後，眶額葉皮質的活動會隨之減緩。那些對藥物或行為療法沒有反應的病患，若切斷聯繫尾狀核和眶額葉皮質的軸突（神經纖維），或抑制該線路的電活動，也可減輕嚴重的症狀。這種改變大腦線路所產生的明確效應，是支持線路失常導致精神疾病症狀的有力證據。
【完整內容請見《科學人》2010年第100期6月號】
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