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表观遗传学:“大峡谷”如何影响我们的基因

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神经可塑性通过不断重复的经历改变了我们大脑和神经系统的结构与功能。与之对应的过程叫作表观遗传,它反映的是我们重复的经历如何影响基因的“开启”或“关闭”。

我在教学过程中经常会遇到这样的人:对于自己患有的焦虑症、抑郁症、糖尿病、心脏病、成瘾症或其他生理及心理疾病无能为力,因为“他们家族有这种遗传基因”。在最极端的例子中,这些人告诉我,心理健康训练“永远不会对他们起作用”,因为他们“没法抗拒自己的基因”。

诚然,当一个人的思考脑中有这样的想法时,他们实际上将自己设定在了自我应验的预言中。他们相信自己的基因不可改变,因而生病或成瘾都在所难免,他们不太可能坚持那些有可能消除其遗传倾向的有益习惯。

尽管如此,近期的研究已经推翻了“拥有”特定基因必定会产生特定行为或疾病的旧有观点。实际上,任何结果都是在许多基因的共同作用下产生的,因此单个基因的作用微乎其微。然而更重要的是,大量实验和实证研究令人信服地证明,基因表达与否(基因是否会“开启”或“关闭”)取决于我们的重复经验。

也就是说,尽管我们会在某些特征方面具有遗传倾向,但这种倾向是否真的会通过基因表达展现出来,则在很大程度上取决于我们的环境和习惯。简而言之,环境影响和习惯可能会让我们的DNA(脱氧核糖核酸)或周围的蛋白质发生变化,产生所谓的表观遗传变化。这些表观遗传变化可以开启或关闭基因表达,对我们的身心系统产生持久的作用。在我们的一生中,我们可能会在这两个方向上积累表观遗传变化,即开启我们之前关闭的基因或关闭我们之前开启的基因。[31]例如,研究表明,长期睡眠不足与轮班工作可能会对调节昼夜节律和免疫的基因产生不利影响。[32]

正如大脑可以被任何有害或有益的重复经历塑造一样,表观遗传变化也可以向着有害或有益的方向发生。而这一切都归结于我们的身心系统经历了哪些重复经验。

不出所料的是,有害表观遗传变化与没有得到充分恢复的压力和创伤经历有关,特别是童年时期的经历。

例如,尸检结果表明,与童年时期没有受虐经历的自杀死者及非自杀死者相比,那些死于自杀并在童年时期遭受过虐待的死者的大脑表现出了明显的表观遗传变化。[33]另一项研究则调查了经历过童年创伤和成年创伤的人。[34]患有创伤后应激障碍的创伤幸存者表现出了显著的有害表观遗传变化,而没有创伤后应激障碍的幸存者并未表现出同样的变化。更重要的是,与没有经历过童年创伤的创伤后应激障碍患者相比,有过童年创伤的群体表现出的表观遗传变化是前者的12倍。这两项研究及其他几项研究都强调了童年生活的不幸给我们的身心系统带去了持久的神经可塑性和表观遗传变化。[35]

因未能得到充分恢复的慢性压力或创伤而引起的最常见的表观遗传变化之一,反映在我们的免疫系统功能方面。慢性应激唤醒影响了免疫系统中巨噬细胞(macrophage)这种重要细胞的编程机制。[36][巨噬细胞还可以根据其在人体内部发挥功能的部位以其他专有名称命名,例如,大脑和脊髓中的巨噬细胞被叫作小胶质细胞(microglia)。]

包括小胶质细胞的巨噬细胞,主要负责识别和消灭我们身心系统中的“坏东西”,比如感染、累积损伤和死亡细胞等。[37]因此,它们对我们的衰老过程也起着重要作用。巨噬细胞通过产生在细胞信号传递中起作用的细胞因子(cytokine)来发挥作用。为了获得最佳免疫功能,我们需要保持炎性细胞因子和抗炎细胞因子之间的平衡。

然而,特别是在儿童期的慢性应激唤醒会以一种失调的方式对巨噬细胞进行编程。它们在产生炎性细胞因子(发炎)方面变得非常有效,而在产生抗炎细胞因子(消炎)方面却没什么效果。此外,在引发炎症的感染、毒素、伤病或物理创伤等消失之后很久,这些超反应性巨噬细胞依然会继续释放炎性细胞因子。而这又是为什么?加里·卡普兰是一位治疗这些病症的临床医师,曾就这些机制撰写过文章。他解释说:“一旦(巨噬细胞和小胶质细胞)保持在一种亢进状态上,它们就会记住这种状态,从而变得更容易爆发,也更难平静下来。”[38]

这就是说,慢性压力给免疫系统带去了表观遗传变化,造成了身心系统的慢性炎症。

而慢性炎症会通过许多不同的方式表现出来,包括慢性疼痛、纤维肌痛、慢性疲劳综合征、慢性头痛和偏头疼、关节炎、背痛、湿疹、牛皮癣、心血管疾病、血管炎、过敏、肠易激综合征和胰岛素抵抗(Ⅱ型糖尿病的前兆)等。[39]小胶质细胞带来的慢性炎症也会导致神经退行性疾病,比如抑郁症、焦虑症、创伤后应激障碍、多发性硬化和其他自身免疫疾病、阿尔茨海默病和精神分裂症等。

例如,托德和我都是在经历了童年不幸之后才表现出了这种表观遗传变化。我的慢性炎症最终表现为哮喘、过敏、偏头痛和视神经炎,而托德则表现为慢性膝痛和背部疼痛。

有害表观遗传变化同样会遗传给后代。大多数这样的研究是在啮齿类动物身上进行的,这些动物的寿命较短,因此研究人员更容易观察到代际效应。

一些实验表明,得到母鼠细心照料(如照顾、舔舐和梳理)的幼鼠长大后的适应能力更强。[40]成年后,由母鼠细心照料的后代在压力下表现出了较少的恐惧和较低的应激激素水平。它们也是更好的学习者,其海马体的衰老有所延缓。这样的变化具有表观遗传性,这意味着幼鼠在幼年时期被母鼠细心照料的经历改变了调节幼鼠压力响应的基因开关。更重要的是,幼年雌鼠长大后也会成为细心的妈妈,从而将它们的抗压能力和细心的育儿技巧遗传给后代。

相反,幼年时期与自己的母亲相互分离的雌性幼鼠长大后的适应能力较差。成年后,它们更容易出现注意力缺失问题和更强烈的应激反应,此外,它们脑中与母性行为相关的大脑区域的基因表达水平也低于正常值。不出所料的是,当这些母鼠有了孩子后,它们也不会像其他母鼠那样喜欢舔舐孩子、梳理它们的毛发或蜷伏在它们身边。

有害表观遗传变化不只是通过母亲的养育遗传。例如,一项研究将幼年雄鼠置于创伤性环境之中,并将它们与未受创伤的雄鼠进行对比。[41]受创伤的雄鼠后来表现出了抑郁行为,它们失去了对开放空间的天生厌恶感,它们错误的神经感知让其变得缺乏自我保护能力。它们的新陈代谢功能也紊乱了,这使其胰岛素水平和血糖水平都低于其他未受创伤的同类。这些表观遗传变化将会传给它们的后代,当然是通过它们的精子。令人难以置信的是,第一代的幼年创伤对新陈代谢和行为失调的影响将会传续到第三代。

然而,和神经可塑性一样,表观遗传变化也可以向有益的方向发展。实际上,我将传授给你的拓宽耐受窗的方法恰恰应用了这一科学原理。我将在本书第三部分对此进行更全面的讨论,而现在先给大家看几个例子。

我已经提到了心血管锻炼对神经可塑性的益处。然而,持续的体育锻炼也会给大脑响应压力的方式带来表观遗传变化。例如,小白鼠实验可以帮助我们理解为什么有规律的锻炼可以减少焦虑。[42]在这些实

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