大脑传(六)
大脑传(六)
作者:读裁者黄远辉,专注人文历史,质量标准,知识产权
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(五)谷氨酸
谷氨酸可以直接从日常饮食中摄取,也可以在很多神经细胞里直接合成。在大脑中。它是直接在突触前膜中通过改造谷氨酰胺(一种可以通过血脑屏障的氨基酸)直接生成的。而且是要用的时候再立马生成,这样大脑就不会因为有太多谷氨酸而过度兴奋。
谷氨酸太多就会让大脑过度兴奋:癫痫。癫痫发作,学术全名是“epileptic seizure”,但在日常和新闻中会简称为“seizure”。当大脑的神经细胞出现过度的神经振荡(neuraloscillation)时,人会失控并产生混乱,甚至失去意识。神经振荡是很多神经细胞做相似的、重复性的神经活动,可以很容易用脑电图观察到。
谷氨酸是第二次世界大战时期一名叫作Hayashi的日本科学家发现的。这个科学家全名是Takashi Hayashi,甚至维基百科都把他的名字拼错了。
从进化学来看,谷氨酸也可以被称为最古老的神经递质。基本任何已知有神经系统的动物,都有谷氨酸作为神经递质,甚至包括海胡桃(Ctenophore,学名栉[zhì]水母)。海胡桃使用谷氨酸作为最主要的神经递质,尽管其他动物同样使用谷氨酸作为神经递质,但它只有谷氨酸,连常见的血清素和乙酰胆碱都没有。
海绵(海绵动物门)是一种原始的多细胞生物,它没有神经系统和消化系统,依靠海水流过自己的身体来获得食物和氧气并消除废物,就像海底中的滤水器。虽然它没有神经系统,却也会用谷氨酸作为细胞与细胞之间的信使来传递信息。
▲图片来自《《大脑通信员:认识你的神经递质》》
谷氨酸对应的有两种受体,一种叫AMPA,一种叫NMDA。很多神经细胞上都有这两种受体,而且这两种受体同时存在。它们长得很像,像是坐落在神经细胞膜上的一个个带了阀的水泵。
▲图片来自《《大脑通信员:认识你的神经递质》》
NMDA的特点是,一旦激活,便会让钙离子(Ca2+)和钠离子(Na+)从细胞外进入神经细胞里,同时又让一个钾离子(K+)到细胞外面去。
AMPA的特点是,一旦激活,便会让一个钾离子从细胞内到细胞外,同时让一个钠离子从细胞外进入细胞内。
(六)γ-氨基丁酸
GABA对健康的大脑来说极为重要:太多的GABA导致过度的神经抑制,进而导致昏迷;而太少的GABA则会导致癫痫。GABA的中文名称是γ-氨基丁酸。注意,这个GABA不读“ga ba”而是“gan be”。GABA与谷氨酸是双胞胎兄弟,谷氨酸是阳,GABA便是阴,是抑制性神经递质。
・早在1910年左右,就有人在各种细胞和组织中找到GABA,也有一些未被重视的论文(甚至有些都没有被发表)认为GABA在大脑中起了一些作用。但和谷氨酸类似,大家无法接受这么简单的氨基酸是一种神经递质。
・1959年弗洛里(Florey)和麦克伦南(McLennan)在哺乳动物中提取到GABA,他们认为这应该是一种神经递质。
・在此之后,针对GABA到底是不是一种神经递质这个问题进入了长达十年的争论。1968年前后,几篇零散的论文终于解释了各种谜团。针对GABA的研究出现井喷,最后在1980年前后这一观点被接受。这个结果不是由一个人或是一个小团体得出的,而是整个领域的共同协作。
为什么酒精能让人放松呢?答案很简单粗暴:它和常见的抗焦虑药一样,能够提高GABA在大脑里的工作效率,是GABA的助攻。
现在市场上卖的很多抗焦虑的药都和GABA有关。提高GABA的工作效率,就会给人一种放松的效果,这是因为它作为抑制性神经递质,对大脑有镇定的作用。
针对GABA的抗焦虑药物叫作苯二氮䓬[zhuō](Benzodiazepines)。这种药不仅被用来抗焦虑,还被用来抗癫痫,是一种很有效的镇静剂。它直接和GABA的受体相结合,让GABA受体能够更好地对GABA起反应。酒精饮料中的乙醇(ethanol)就和苯二氮䓬一样,作用于GABA的受体,让GABA的作用更强大。
苯二氮䓬是可以通过血脑屏障的。所有能在大脑真正起作用的药物,都必须能够直接或间接地通过血脑屏障。这是相关药物能够起到作用的首要条件。
虽然作用于GABA受体的药物都有抗焦虑、让人放松的效果,但不要高兴得太早,它们也有损害认知和记忆力的副作用,所以要慎用。另外,因为大脑的奖赏系统的神经细胞上也有GABA受体,服用这类药物会间接导致其释放多巴胺。虽然这也让它们的药效更好,但长期服用会让人上瘾。一旦停止,就会出现戒断症状(withdrawal)。
同理,酒精也特别容易让人上瘾。酗酒之人,突然停止喝酒也会出现戒断症状。也是因为它们和GABA的关系,焦虑和酗酒这两大问题往往同时出现。
(七)内啡肽
内啡肽其实和各种愉悦感都有关系。小到吃糖时的愉悦感,听欢快的音乐时的愉悦感,甚至性爱高潮时的愉悦感,都和内啡肽有关。内啡肽才是真正的快乐物质。
内啡肽分为α、β和γ,结构略有不同,但作用差不多。GABA最主要的作用是抑制性神经递质,内啡肽能够抑制GABA!内啡肽的主要效果是抑制疼痛信号在大脑中的传递,简言之,就是止痛。当身体感受到疼痛的时候,大脑的脑下垂体会分泌内啡肽。
在大脑中,内啡肽则是通过阻止GABA来止痛的。因为GABA是最主要的抑制性神经递质,它会无差别攻击,能够抑制多巴胺的产生。GABA少了,对多巴胺的抑制也就少了,间接地达到了止疼的作用。
在做了大量运动后,虽然身体大汗淋漓,但心里却会有一种欣喜、爽快的感觉。这是为什么呢?这种现象被称为“跑步者的愉悦感(runner’s high)”,特指当连续做高强度运动一段时间后,虽然身体疲惫,但你会感受到一种愉悦感。会引起这种现象的运动包括跑步、游泳、滑雪、长距离划船、骑单车、举重、运动舞或球类运动(比如篮球、足球等)。
为什么运动会让大脑分泌内啡肽呢?是因为当你开始运动的时候,大脑将其看成一种小小的压力。面对压力时,大脑会自动生成内啡肽。而运动能够在短时间内促进内啡肽的产生,是因为高运动量会将你身体的肌肉里的糖原(glycogen)耗尽,这会使你感受到肌肉疼痛,为了让你的身体能够继续运动下去,大脑会释放内啡肽进入身体,给身体止疼。简言之,高运动量会减少糖原,而糖原减少会导致内啡肽升高,进而给人带来快乐。
简而言之,运动后很爽的感觉来自大脑产生的内啡肽。类似的感觉我们在吃辣椒后也会有。红辣椒之类的香辛料中含有辣椒素,摄入辣椒素能刺激内啡肽分泌,辣椒越辣分泌量越高。这些辣椒素同时也是治疗慢性疼痛的药物。
(八)其他神经递质与戒断反应
●脑源性神经营养因子:(BDNF)是一种大脑内合成的蛋白质,负责建立和保养神经细胞回路,是“大脑的优质营养肥料”。
运动后,大脑除了分泌内啡肽以外,还会分泌一种名叫脑源性神经营养因子(BDNF)的蛋白质。这种蛋白质也是大脑在面对压力,进入“备战”状态下采取的保护措施,特别是保护负责记忆的神经细胞,有时还会起到“重启开关”的作用。这可能也解释了为什么运动之后,你不仅会感到快乐,还会觉得轻松和头脑清晰。
●四氢大麻酚(THC):大麻中的主要精神活性物质,是一种经曲大麻素受体激动剂。
●内源性大麻素:(endocannabi-noids )当今西方社会滥用最严重的成瘾性药物大麻的活性成分,目前,已鉴定60多种大麻素类似成分。
●戒断反应(withdrawal):突然失去成瘾物质后,自身机体发生的一种自然、本能、依赖的条件反应,又叫“戒断综合征”。
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