被稱作“小膠質細胞”的微小細胞，如何塑造我們的神經網絡？
EMILY ANTHES
NEUROSCIENCE 神經科學
小膠質細胞走向臺前
將近二十年前，唐娜·傑克遜·中澤（Donna Jackson Nakazawa）的免疫系統判斷失誤，對她自己的身體發起了一場攻擊。本該抵抗入侵病原體的白細胞轉而進攻她的神經，破壞了神經元外層輔助信號傳遞的脂質絕緣體——中澤患上了一種罕見的自身免疫疾病：格林-巴利綜合徵（Guillain-Barré syndrome）。病症導致了肌肉痙攣，並使這位記者兼作家暫時失去了行走能力。
然而，除了身體症狀，中澤發覺她的思維似乎也有些不對勁。她出現了嚴重的焦慮，並且開始經受惱人的記憶失誤，甚至忘了如何給女兒繫鞋帶。“我的身體變了的同時，我的大腦中似乎也出現了實質性變化——我無法動搖這種想法。”在她的新書《天使與刺客：改變醫學進程的小小腦細胞》（The Angel and the Assassin: The Tiny Brain Cell That Changed The Course of Medicine）中，中澤這樣寫道。
《天使與刺客：改變醫學進程的小小腦細胞》
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當時，醫生們並不能很好地解釋她身上到底發生了什麼。長期以來，科學家們一直認為大腦具有“免疫特權”，與外周免疫系統相阻隔；因此，中澤過於活躍的白細胞應當不會導致那些認知症狀。然而，就在過去的十年中，一系列關於小膠質細胞（microglia）的驚人發現顛覆了這一認識。研究證實，這種曾被忽視許久的微小腦細胞是大腦自己的免疫系統，並且在塑造神經網絡的過程中舉足輕重。《天使與刺客》一書啟發性地介紹了小膠質細胞和它們重建醫學的潛質。
中澤對複雜的免疫學和神經科學領域進行了極為清晰的敘述，科學研究的勝負難料、關於前沿科研工作者和可能因此受益的病人的故事交錯穿插，行文生動，令人耳目一新。中澤認為：“我們正處於顛覆精神病學的風口浪尖：小膠質細胞塑造我們的大腦，對我們的終身精神健康有著巨大影響——這一全新認識覆蓋整個醫學領域，且一定會重塑我們對精神病學的理解 。”
大腦細胞中，負責收發電化學信號的神經元一直被認作主角。其他腦細胞則統稱為“膠質細胞”（glial cells），長久以來被降為配角。“膠質細胞是後勤組，它們像明星的跟班們一樣滿足著神經元的需要。”中澤寫道。
在數種膠質細胞裡，小膠質細胞的本職是最不起眼的。它們是大腦的清潔工，密切關注損傷和感染，清除病原體、畸形蛋白和死細胞。“它們是大腦卑微的垃圾搬運工，”中澤寫道，“機器人式的保潔員。僅此而已。”
園丁和劊子手，一線之差
然而，隨著本世紀初成像技術的進步，科學家們開始進一步研究小膠質細胞的確切行為。他們發現，小膠質細胞並非閒坐終日以待召喚——恰恰相反，它們十分積極主動。“在高分辨率顯微鏡下，單個小膠質細胞猶如優雅的樹枝，擁有許多纖長的分杈。”書中寫道，“這些分枝在大腦中四處打著旋兒，探查著、搜尋著，不放過哪怕最細微的求救信號。”
研究人員很快有了一個更加驚人的發現。神經科學家已經瞭解到，發育腦會形成過剩的突觸（神經元間的連結），並在發育過程中逐步消除無關連結，但這種突觸修剪的機制並不明確。直到2012年，貝思·史蒂文斯及其團隊報告了一件令人難以置信的事情：小膠質細胞會吞噬多餘的突觸，尤其是那些未被充分利用的突觸。
“單個小膠質細胞猶如優雅的樹枝，擁有許多纖長的分杈”
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圖片來源：biologywise.com
這是一項重要的工作：通過消除虛弱閒散的突觸，小膠質細胞促進了大腦的健康發育。與此同時，史蒂文斯和其他科學家也開始思考，這個過程若是出錯將會如何——正如白細胞有時會錯誤地攻擊健康組織。或許，中澤寫道，“和白細胞一樣，小膠質細胞並非永遠正確。萬一，它們不僅修剪了受損的或年邁的神經元，還同時錯誤地吞噬和破壞了健康的突觸，會發生什麼？”
從阿茲海默病到抑鬱症，許多心理和神經科疾病都伴隨著突觸損耗或功能障礙。過於活躍的小膠質細胞會是罪魁禍首嗎？數量仍在激增的研究結果表明：是的。例如，研究發現，抑鬱症患者的活躍小膠質細胞水平偏高。並且，用中澤的話說，“抑鬱症拖的時間越長，小膠質細胞在大腦內造成的破壞越嚴重”。如今，
小膠質細胞被認為與阿茲海默病、孤獨症、亨廷頓舞蹈症、強迫症、帕金森病、精神分裂症及其他疾病有關。
小膠質細胞也可以用來解釋為何一些患有自身免疫系統疾病的人會報告古怪的認知症狀：比如，患上格林-巴利綜合徵的中澤。幾年前，科學家們在包住並保護大腦的腦膜中發現了用於在身體內運輸白細胞的淋巴管。這些淋巴管或許直接連接了外周免疫系統和大腦——專家曾堅稱不存在的聯繫。
這一發現意味著，當身體的免疫應答數量增加時，信號可通過這些淋巴管傳遞並觸發小膠質細胞的攻擊行為（除了吞噬突觸，活化小膠質細胞也會大量炮製引起神經炎症的化合物，損害健康的神經元和腦組織）。從感染到慢性應激，各種事情都會引起小膠質細胞失常；科學家記錄了一系列免疫相關障礙者的小膠質細胞異常，其中包括狼瘡、多發性硬化和克隆氏症患者。“這說明，長久以來橫亙於心理與生理健康之間那條不可逾越的界限並不存在。”中澤寫道。
這些發現提供新的治療機會。中澤在書中寫道，科研人員正在研究一系列“安撫過於活躍的小膠質細胞”的方法，“讓它們正常工作，成為大腦的守護天使，而非盲目的刺客。”這些方法有的相較其他更為非常規。中澤跟蹤採訪了幾位接受實驗性治療的病人，其中有希望通過經顱磁刺激*（transcranial magnetic stimulation）緩解抑鬱症和驚恐障礙的凱蒂，以及克隆氏症和強迫症患者萊拉——她正在嘗試一種旨在降低免疫活動的“仿斷食飲食法”。此外還有關於免疫治療、神經反饋、迷走神經刺激，甚至致幻劑的探索研究。
*譯者注：經顱磁刺激，一種非入侵性的腦刺激技術，通過變化的磁場在大腦特定區域產生感應電流，從而引起一系列生理生化反應；它是一種醫學治療方法，也被用於認知心理學等領域的科學實驗。
不可過分強調，前景依然可期
這些可能性著實令人興奮，也使我們不禁想相信科學已然破解了一大批神秘而棘手的疾病密碼，但我們對小膠質細胞的瞭解還遠非詳盡，因此不可好高騖遠，也不能賦予一種細胞過多解釋力。
“過分強調小膠質細胞的活動和形成大腦疾病的生物機制會招致生物還原論和過度醫療化，”中澤寫道，“並且會貶低心理與人類意識之間的緊密關聯。”
此外，我們的身體與大腦都極為複雜，小膠質細胞僅僅是這個錯綜複雜的生理系統的一部分（儘管提出了這樣的警告，中澤依然時有過分誇張。比如她曾斷言：“這種力量被科學界忽視許久的小小細胞，在人類的每一種病痛中都有所參與”）。
唐娜·傑克遜·中澤
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圖片來源：donnajacksonnakazawa.com
她也給出了一個令人信服的案例，說明我們對小膠質細胞的新認識已經產生了變革。“新的分類方法將精神障礙和神經退行性疾病同時歸入了小膠質細胞病變和免疫系統障礙。這對未來的研究和理解是有益的。”
中澤提出，我們
將心理疾病及神經系統疾病與其他生理疾病全然割裂，並認為它們從某種意義上說不夠“正當”——不算真正的“病”。這種情況已經延續了太久。而如果關於小膠質細胞的新研究能夠幫助推翻這一臆斷，這本身就是一件值得慶賀的事情。翻譯：石曳
校對：曹安潔
排版：小葵花
https://undark.org/2020/01/31/angel-assassin-book-review/
Emily Anthes
科學記者和作家，她的作品出現在《連線》《科學美國人》《今日心理學》等刊物上。
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