人情緒的產生、精神狀態的變化,無不源自于大腦,那么在大腦中又是什么物質主導了這一切呢?
多數人可能第一個想到的就是多巴胺,的確,這種物質可以讓人感到愉悅,而除此之外,血清素、去甲腎上腺素也會影響到大腦神經元的活動,但這些都不是主角,真正在大腦里起主導作用的物質其實是谷氨酸。谷氨酸,這個名字很容易讓我們聯想到谷氨酸鈉,也就是味精,不過兩者并不是一回事,谷氨酸鈉是谷氨酸的鈉鹽,而谷氨酸本身則是一種氨基酸。
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有趣的是,谷氨酸雖然在大腦中起著主導作用,但人類卻是最后才發現這一點的,從了解多巴胺到認知谷氨酸,中間整整跨越了一代人。
為什么呢會這樣呢?因為物以稀為貴,所以人們更容易把注意力集中在稀有的多巴胺上,而忽略隨處可見的谷氨酸。多巴胺可以產生爽感,令人心情愉悅,但它所能覆蓋到的神經元其實還不足1%,反觀谷氨酸,它在我們的身體里真正是隨處可見,就連膠質細胞里都有它的身影,90%的神經元都要聽從它的安排,所以說它才是控制我們情緒和精神狀態的關鍵。
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前面提到谷氨酸是一種氨基酸,而氨基酸是構建蛋白質的物質之一,雖然是大分子物質,但結構并不復雜,它是怎么控制人的情緒和精神狀態的呢?
谷氨酸對神經元的影響并不依靠它自身的結構,而是依靠于受體結合來實現。與我們精神和情緒相關的受體主要有三種,即AMPA、NMDA、mGluR。其中AMPA受體與快感相關,當它被啟動時,會讓鈉離子進入細胞,使電信號快速傳導,之后鉀離子離開細胞,信號結束,整個過程非常迅速。
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NMDA受體要復雜很多,它與記憶相關。
在NMDA受體開啟時,鉀、鈉和鈣離子都會進入細胞,由于鈣信號能夠觸發長時程增強,所以NMDA受體與學習和記憶息息相關,是神經可塑性的物質基礎。NMDA啟動不是一次單純的信號觸發,而是可以讓神經元記住這次信號。當然,因為鈣離子可以殺死細胞中的線粒體,從而導致一氧化氮在細胞內爆發,致使細胞分子被電解,所以鈣離子如果進入太多,就會產生興奮毒性。現在的研究認為很多精神系統疾病,比如阿爾茲海默癥、帕金森和中風等都與這一機制有關。
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mGluR受體代表著“變革”,它并不啟動離子的活動,而是通過啟動細胞內的“第二信使”級聯反應來改寫基因表達和重塑蛋白質,通過這種方式,它可以深層改寫神經元的操作系統。
mGluR受體的活動往往不會產生短期的變化,卻會帶來長期深遠的影響。可見,與谷氨酸結合的三種受體幾乎控制了我們所有的精神活動,因為谷氨酸系統一旦出現問題,就會導致各種副作用的出現,比如精神層面的混亂、抑郁和焦慮,有時甚至會出現生理上的反應,比如嘔吐、頭痛、炎癥等等。
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很多時候,谷氨酸對于神經元的控制并不是孤立的,它與我們熟悉的多巴胺會產生相互作用。
比如在有些區域高谷氨酸會抑制多巴胺,而另一些區域則相反。一個典型的例子就是抑郁和阿爾茲海默癥,它們就會表現為高谷氨酸低多巴胺,而精神分裂癥則表現為低谷氨酸高多巴胺。人的精神系統是復雜的,與之密切相關的谷氨酸系統也是如此,現在人類還只是站在谷氨酸研究的邊緣,對谷氨酸系統的研究可以促進人類對于整個神經網絡架構的深入了解和重新認識。
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