M（M） 我的父亲是一位神经学家，他曾经有一个病人，他被一首诗折磨得发自内心。 菲利普当时12岁，是新泽西州普林斯顿一所著名寄宿学校的学生。 他的任务之一是背诵埃德加·爱伦·坡的 乌鸦队 到演讲当天，他已经把这首诗排练了几十次，并且能够轻松地回忆起来。 但这一次，当他站在同学面前时，发生了一些奇怪的事情。
每当他说出这首诗中著名的萦绕不去的副歌——“乌鸦Quoth‘Nevermore’”时，他的右手边都会颤抖。 震颤加剧，直到朗诵会进行到一半时，在一群残忍的青少年面前，他因抽搐而摔倒在地，失去了对身体的所有控制，包括膀胱和大便。 他的第一次发作。
当我父亲听到这个故事时，他决定尝试一个实验。 在菲利普初次来访期间，他递给男孩一份 乌鸦队 并请他大声朗读。 每次听到乌鸦悲观的预言，菲利普都会结结巴巴。 他咬紧牙关，嘴唇侧拉，好像他不同意刚才说的话。 菲利普还没来得及大发雷霆，我父亲就把这首诗拿走了。 他给男孩的老师写了一张纸条，原谅他再背诵一篇文章。 我父亲解释说，他的大脑已经开始将某些语言模式与癫痫发作联系起来。
通过利用神经元用来学习新联系的规则，这些下一代电子药物可能能够永久消除疾病。
神经系统的力量在于这种学习能力，即使在成年后也是如此。 神经元网络通过称为尖峰的电化学脉冲的计时发现了新的关系，神经元利用这些脉冲相互通信。 这种时间模式加强或削弱细胞之间的联系，构成记忆的物质基础。 大多数时候，结果是有益的。 将原因与结果联系在一起的能力——阴影与俯冲猎鹰、仙人掌与隐蔽水源——使生物体在捕食者和竞争者面前占据优势。
但有时神经元的工作做得太好了。 大脑凭借其非凡的计算能力，可以学习语言和逻辑。 它还可以学习如何生病。
例如，经历过一次随机发作的人患癫痫的可能性是从未发作过癫痫的人的50倍。 1 就像菲利普的乌鸦一样，在第一次发作之前的同样刺激，比如焦虑或特定的音乐经历，更容易引发未来的插曲。 而且，癫痫发作的频率越高，潜在的神经网络可能变得越强大、越普遍，可能导致更广泛或更暴力的攻击。
我父亲告诉我另一个病人，詹姆斯，一位50多岁的医生，患有脊椎关节炎。 他极度痛苦，以至于外科医生破坏了从他的下半身传递疼痛感觉的感觉神经。 然而，手术多年后，他的背部和腿部再也无法向大脑发送这些信号，他仍然像以前一样感到疼痛。 仅仅穿袜子的动作就很曲折。
最近的研究解释了为什么：像许多慢性疼痛患者一样，詹姆斯最初的受伤频繁地激活了大脑中的疼痛回路，并且其强度如此之大，以至于这些通路对即使是最无害的刺激也变得敏感，例如轻触。 2 换句话说，持续的身体痛苦创造了一种“痛苦记忆”。正如你可能会记得初吻的味道一样，詹姆斯的大脑在他的身体停止记录痛苦很久之后就回忆起了这种感觉。
其他痛苦也可以通过这种方式学习。 强迫症、创伤后应激障碍（PTSD）、成瘾，甚至某些消化系统疾病似乎以过度强化的神经元耦合为特征，就像一条步履艰难的道路。 这种共性给了医生一个乐观的理由：如果疾病可以被学习，那么它就不能被遗忘吗？
天 安尼·格洛弗（anny Glover）总是知道，当他听到噪音时，就要发作了——一种柔和的铃声不断增强，直到无法忍受为止。 这位美国演员兼导演在15岁时第一次发作。 他患有癫痫症将近20年，直到1977年的一天，格洛弗31岁时，他找到了一种反击的方法。
他正要在旧金山的一家剧场上台，这是他第一次扮演重要角色，这时他听到了噪音。 他在后台踱来踱去，决心不让这次抓捕发生。 “我不会再发作了。我不会再发了。我也不会再发作。”他自言自语道。 他曾回忆道：“每次我说‘我不会癫痫发作’时，我都相信我不会癫痫发作。”。 “每一次，我都变得更强壮了，症状开始减轻到我准备上台的程度。”在重复这项格洛弗称之为自我催眠的技术四年后，剧情突然神秘地停止了。 他声称从那以后他再也没有听到过噪音。
实践造就完美： 丹尼·格洛弗（站着）在1982年首映的《哈罗德大师和男孩》中。 格洛弗通过他所谓的“自我催眠”克服了近二十年的癫痫发作。 到20世纪80年代初，他的症状消失了。 法国漫画家皮埃尔·弗朗索瓦·博查德（Pierre-Francois Beauchard）使用笔名“大卫B”，他在自传中讲述了类似的经历 癫痫 这部图画小说在他患有癫痫的哥哥的身体和精神恶化与博查德越来越痴迷于绘制战争场景和怪物的幻觉之间摇摆不定，这使他陷入了恍惚状态，从而使他能够摆脱自己认为的病态。 与他的兄弟不同的是，博沙尔变得暴力且面目全非，他取得了胜利。 在一个场景中，他遇到了他哥哥的癫痫症，他将其拟人化为龙。 他身穿盛装，将野兽切成碎片，宣称：“我战胜了困扰我的疾病。”
如果我们能从我们的集体记忆中抹去暴行呢？
神经学家认为，格洛弗（Glover）和博查德（Beauchard）等自愈性癫痫患者通过学习对迷走神经施加一些控制来消除他们的痛苦，迷走神经在大脑和器官之间传递信息。 它的信号具有镇静作用，例如降低心率和血压，或缓解焦虑。 刺激迷走神经也有助于抑制皮层的活动，皮层是绝大多数癫痫发作开始的大脑外层。 这种大脑沉默使神经元更难突起，从而降低了全面发作的风险。
作为自主神经系统的一部分，迷走神经通常在没有意识控制的情况下工作。 但如果你知道正确的技巧，你可以故意激活它。 你见过疲倦的婴儿在睡前揉眼睛吗？ 事实证明，只需按压眼球或按摩颈动脉体（颌骨下的一团神经），就能激活迷走神经并使神经系统平静下来。
通过练习或冥想，单凭思想就可以管理许多自主功能。 三 例如，一些深海潜水员可以 故意减缓新陈代谢 以保存氧气。 瑜伽大师可以降低心率。 藏族僧侣可以通过一种称为tummo或“内火”的呼吸练习大幅提高体温。同样，对药物无反应的癫痫患者可以通过观看他们大脑活动的记录，并尝试放大休息状态的特征，学会在精神上缓和癫痫发作。 4
然而，这种意志控制需要时间和精力来掌握，并不总是有效的。出于这些原因，科学家正在开发可植入的技术，利用电脉冲来调试导致残疾和疾病的神经回路。 这些被称为“电子药物”的人工调节器有朝一日可能会加速遗忘过程。
T型 oday的电子药物只能暂时缓解疾病，中断细胞间的通讯，但在其他方面保持现有通路的完整性。 当它们从大脑或身体中移除时，患者的症状会立即恢复。 例如，迷走神经刺激器使用一个永久性起搏器样的发生器，通过一根柔软的电线向颈部的一段神经发送轻微的震动。 通过在发电机上放置一根磁棒，患者可以手动停止或缩短癫痫发作时间，在实验环境下，可以减缓慢性心跳。
另一种流行的技术是脑深部刺激（DBS），它可以治疗一些疾病，包括帕金森氏症、癫痫和抑郁症。 它包括将针状电极植入进攻性脑区，然后用高频脉冲持续轰击周围组织。 这种方法非常有效，尤其是考虑到它只能在药物失效后使用。 例如，在帕金森氏症患者中，DBS可以减少高达90%的震颤。
然而，神经科学家才刚刚开始了解这种疗法的工作原理。 在某些情况下，电脉冲似乎通过使特定的大脑区域安静或兴奋来提高或降低神经活动的阈值。 在其他情况下，它可能会重置远程大脑结构之间的健康通信，这些结构似乎通过同步不同频率的神经活动来交换部分信息。 这些节奏模式被称为振荡。 研究表明，大脑的一个区域可以通过匹配其他区域的振荡来与之“对话”，比如业余无线电爱好者收听不同的频道。 5
当振荡破坏正常细胞活动时，就会出现病理学。 例如，在帕金森氏症患者中，运动皮层中的神经元是大脑的中枢，负责协调自愿运动，锁定在特定的振荡中，当一个人移动时，这些振荡的振幅会增加，从而导致震颤和其他运动缺陷。 DBS打破了这种模式。 通过中脑运动网络的一部分中的组织脉动，DBS将运动皮层的细胞与强大的振荡解耦，使它们能够再次独立行动。 6 然而，这项技术未能影响持久的变化，可能是因为它同时对多种神经元产生广泛的刺激。 7
艺术解决方案： 这样的画帮助大卫·B摆脱了他的烦恼。 他们发表在他的漫画小说《癫痫》中 David B/万神殿图书 未来的设备将更加精确。 通过利用神经元用来学习新联系的规则，这些下一代电子药物可能能够永久消除疾病。 学习就是时间。 例如，假设神经元A与目标神经元B建立连接。如果神经元A在神经元B之前出现峰值，则该连接将加强。 但如果B在A之前出现峰值，它们的键就会减弱。 神经科学家怀疑，这种行为被称为尖峰时间依赖性可塑性，是神经网络用来编码因果关系的基本公理。 人工刺激同样可以重新设计引起疾病的途径。
调查人员已经开始证明这种方法的可行性。 例如，2007年，法国国家科学研究中心（National Center of Scientific Research）和圣地亚哥加利福尼亚大学（University of California，San Diego）的研究人员操纵了一只大鼠大脑皮层中单个神经元的活动，该神经元接收来自胡须的输入。 8 正常情况下，该细胞出现峰值 之后 胡须动了。 但科学家们改变了这个时间。 他们用电唤醒了牢房几毫秒 之前 晃动胡须。 通过重复这种模式，他们减弱了胡须与神经元的联系，使细胞不太可能对胡须运动作出反应。 同样的原则最终也可以用于治疗，以削弱慢性疼痛或创伤后应激障碍等疾病背后的过敏症联系。
最先进的植入物将刺激大脑，也能听大脑的声音。数百个记录电极封装在几立方毫米内，这些两用设备将提取疾病的神经信号，使其能够更精确地针对有病的电路。 9, 10 例如，在吸毒者身上，其中一种电子药物可能会检测到渴望的上升，并在它导致不良行为之前将其抑制。 另一个植入物可能会嗅出创伤记忆并消除其情感负担。
这种电疗将用于最难治的患者，因为传统的干预措施已经失败。 但它的局限性是什么？ 如果我们能从我们的集体记忆中抹去暴行呢？ 还是从士兵的良心上洗刷罪恶感？ 就像任何药物一样，遗忘既是毒药也是治疗方法。
Kelly Clancy在瑞士巴塞尔大学担任博士后研究员，研究神经科学。 此前，她以天文学家的身份周游世界，并在土库曼斯坦和平队服役。 她因设计无药物大脑疗法而荣获2014年Regeneron创新奖。 在推特@kellyblancy上找到她。
工具书类
1.Berg，A.T.首次无端癫痫发作后复发的风险。 癫痫 49 , 13–18 (2008).
2.Moseley，G.L.&Flor，H.针对慢性疼痛治疗中的皮层表现：综述。 神经康复与神经修复 26 , 646–652 (2012).
3.Wolpaw，J.R.&Carp，J.S.最简单反射的意志性质。 神经生物学实验学报 53 , 103–111 (1993).
4.Tan，G。 等。 脑电图生物反馈治疗癫痫的Meta分析。 临床脑电图与神经科学 40 , 173–179 (2009).
5.Voytek，B.&Knight，R.T.动态网络通信是认知、发育、衰老和疾病的统一神经基础。 生物精神病学 1–25 (2015). 从内政部检索： http://dx.doi.org/10.1016/j.biopych.2015.04.016
6.de Hemptinne，C。 等。 治疗性脑深部刺激可降低帕金森病患者的皮层相-振幅耦合。 自然神经科学 18 , 779–786 (2015).
7.Histed，M.H.，Bonin，V.&Reid，R.C.通过电微刺激直接激活稀疏分布的皮层神经元。 神经元 63 , 508–522 (2009).
8.Jacob，V.，Brasier，D.J.，Erchova，I.，Feldman，D.&Shulz，D.E.大鼠体内桶皮层中的Spike时间依赖性突触抑制。 神经科学杂志 27 , 1271–1284 (2007).
9.Kringelbach，M.L.，Jenkinson，N.，Owen，S.L.F.&Aziz，T.Z.深部脑刺激的转化原理。 自然评论-神经科学 8 , 623–635 (2007).
10.Miocinovic，S.、Somayajula，S.，Chitnis，S.和Vitek，J.L.深部脑刺激的历史、应用和机制。 神经病学 70 , 163 (2013).
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