天才與瘋子一線之隔？這句話被西湖大學(xué)一項(xiàng)研究“證實(shí)”

曾在精神病院治療的梵高，一生飽受精神分裂癥困擾的經(jīng)濟(jì)學(xué)家約翰·納什，把抑郁比作內(nèi)心“黑狗”的丘吉爾……

這些在藝術(shù)和科學(xué)領(lǐng)域取得極大成就的名人們似乎總在佐證“天才與瘋子，一線之隔”這句名言。

名人事跡的總結(jié)也許不夠具有普世意義，但近日，這句話有了細(xì)胞層面的科學(xué)證明。

3月20日，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊Nature發(fā)表了一篇論文，由西湖大學(xué)、西湖實(shí)驗(yàn)室、未來產(chǎn)業(yè)研究中心楊劍課題組開發(fā)的新技術(shù)方法定位了精神分裂癥、抑郁癥相關(guān)細(xì)胞在大腦內(nèi)的分布。

論文截圖 本文圖片由西湖大學(xué)供圖

結(jié)論顯示，與精神分裂癥關(guān)聯(lián)的一類神經(jīng)元，主要分布于大腦的背側(cè)海馬區(qū)域，這個(gè)位置與智商相關(guān)的細(xì)胞位置非常接近，甚至有一部分重疊。

“細(xì)胞導(dǎo)航”如何組成？

當(dāng)我們凝視大腦CT影像時(shí)，那些看似均勻的灰質(zhì)區(qū)域，實(shí)則暗藏著決定命運(yùn)的密碼。

楊劍團(tuán)隊(duì)開發(fā)的技術(shù)方法被取名為“gsMap”，從名稱上，我們就可以了解大概：他們像是為世界提供了從疾病的細(xì)胞的導(dǎo)航圖，可以從本質(zhì)上找到與疾病最相關(guān)的細(xì)胞有哪些，這些細(xì)胞分布在我們身體的哪些地方。

我們的大腦有著“人體中最神秘器官”的設(shè)定，一直到現(xiàn)在，人類對大腦的認(rèn)知始終籠罩在迷霧中，即便是最先進(jìn)的7T磁共振，也難以捕捉精神分裂患者腦內(nèi)細(xì)微的分子風(fēng)暴。這就像經(jīng)濟(jì)學(xué)家擁有全球衛(wèi)星圖，卻無法從航拍畫面中識別即將爆發(fā)的金融危機(jī)。

與精神分裂癥相關(guān)神經(jīng)細(xì)胞在成年小鼠海馬CA1區(qū)沿腹-背軸的分布

在數(shù)據(jù)洪流時(shí)代，楊劍實(shí)驗(yàn)室巧妙地將全球最大的遺傳數(shù)據(jù)庫全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）和另一項(xiàng)空間轉(zhuǎn)錄組（ST）進(jìn)行了結(jié)合。

“可以說，我們將一本記錄了數(shù)百萬人的遺傳變異與疾病關(guān)聯(lián)的‘基因記事本’和目前世界上最先進(jìn)的大腦細(xì)胞組成‘地圖’，合成了一個(gè)‘導(dǎo)航圖’。”楊劍介紹。

那些“刻在DNA”里的事

人的行為特征比如愛喝咖啡、生理特征比如高矮胖瘦，以及更容易得什么病，大多都是受到基因的影響。

這次，當(dāng)團(tuán)隊(duì)將“導(dǎo)航”對準(zhǔn)抑郁癥和精神分裂癥，一種名為谷氨酸能的神經(jīng)元，顯露出了驚人的雙面性。

海馬體背側(cè)的神經(jīng)元群同時(shí)關(guān)聯(lián)著高智商與精神分裂風(fēng)險(xiǎn)；蜷縮在前額葉深部的另一群神經(jīng)元，其突觸可塑性異常正對應(yīng)著抑郁癥患者的情緒沼澤。

臨床抑郁癥藥物的使用反證了團(tuán)隊(duì)的研究。

結(jié)合現(xiàn)有藥物數(shù)據(jù)庫，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，與抑郁癥密切相關(guān)的內(nèi)側(cè)前額葉皮層深部，集聚著大量精神藥物的靶點(diǎn)，是其他大腦皮層區(qū)域的16倍。

西湖大學(xué)博士研究生宋立陽（后排左一）和陳文浩（后排右二）為本文的共同第一作者，西湖大學(xué)生命科學(xué)院、西湖實(shí)驗(yàn)室、未來產(chǎn)業(yè)研究中心楊劍教授（后排左二）為通訊作者?？蒲兄砗羁∪危ê笈庞乙唬┖凸裘簦ㄇ芭牛┰谡撐牡目梢暬W(wǎng)站建設(shè)方面做出了重要貢獻(xiàn)。

“技術(shù)開源”：希望早日造福人類

“目前，像精神分裂癥、抑郁癥、自閉癥等精神類疾病，哪怕用上當(dāng)今世界最先進(jìn)的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，都無從知曉病因，”楊劍舉例，“不止精神類疾病，很多復(fù)雜病變往往不會表現(xiàn)得如斑塊、結(jié)節(jié)、囊腫那么顯著，而是悄悄發(fā)生在更隱秘的細(xì)胞角落里。”

而這項(xiàng)新技術(shù)方法將有能力為這些復(fù)雜疾病的機(jī)制研究和精準(zhǔn)干預(yù)提供更高效率和全新視角。

此次論文的發(fā)表將只是故事的開始。目前，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將gsMap算法開源，就像把火種投入科學(xué)的篝火堆，希望能變成許許多多課題組的工具。

“由于gsMap沒有物種的限制，我們驚喜地看到，論文發(fā)布前已經(jīng)有植物研究領(lǐng)域的科學(xué)家應(yīng)用了我們的方法?！睏顒φf道。

精準(zhǔn)藥物開發(fā)、癌癥、阿爾茲海默癥等疾病原理探索……目前，團(tuán)隊(duì)也和西湖大學(xué)或國際上諸多實(shí)驗(yàn)室課題組建立了合作聯(lián)系，期許那些曾經(jīng)模糊的致病機(jī)制，能在gsMap“導(dǎo)航”的坐標(biāo)系中顯形，照亮人類認(rèn)識自我的漫漫長路。