第四节 神经科学
广义的神经科学概念致力于阐明人类大脑运作方式，包括脑科学、神经生物学、神经病理学以及心理学、计算机科学、人工智能等学科。其中，神经生物学致力于从分子生物学的水平理解大脑的作用机制并阐明精神心理因素和身体的生理病理性因素之间的相互影响。
近年来，神经生物学有了长足的进展，极大地扩展并深化了我们对心与身、大脑与躯体之间相互作用方式的理解。例如，神经内分泌-免疫网络中介机制（neuroendocrine-immunity network mediating mechanism）的研究，使我们对心身相互作用的认识不再局限于简单的临床观察或生理学层面的解释上，而是深化到细胞分子或遗传的水平。另外，这些作用机制的阐明，也为治疗手段和药物的开发提供了重要的科学依据。
研究表明，大脑是一个具有可塑性的复杂机构。①大脑的运作受制于先天的遗传结构。②大脑处于与环境不断相互作用的动态变化的过程中，潜在的病理性遗传倾向（例如，致病基因）、不良的成长背景和家庭环境、后天的恶性生活事件、躯体疾病影响、严重而持久的应激等，都对大脑产生消极的影响。③良好的成长环境、充满爱与支持的人际关系、健康的行为方式、运动、心理治疗或药物都可以改变大脑不利的先天因素，使大脑具有更强大的“恢复”能力。这些研究结果，为心身疾病的治疗、预防与康复提供了重要的科学依据。有力地支持了生物-心理-社会模式对包括心身疾病在内的所有疾病的整体观，躯体与精神、心理与身体、遗传与环境不再是相互隔离、相互独立的，而是不断发生相互作用的统一体。
神经生物学的主要研究方法和手段
（一）分子遗传学
分子遗传学致力于研究探讨遗传因素对精神疾病的影响。多年来的证据表明，大部分精神疾病都具有一定程度的遗传特征；绝大部分精神疾病属于多基因遗传，主要的心身障碍同样是多个基因相互作用和影响的结果。更为复杂的是，心身疾病的发病机制，不仅取决于遗传的影响，还与环境和遗传的相互作用有关。
近年来，表观遗传学发展迅速，为阐明后天环境因素对基因表达的影响做出了重要贡献。此外，心身障碍的发病与人格因素密切相关，而人格特征具有很大的遗传性，分子遗传学的技术可以更好地揭示先天的神经生物学倾向，例如，影响人格和精神心理问题发病倾向的遗传特征，心理和社会环境之间相互影响的作用机制，有助于寻找到更为有效的治疗和干预的方法。更为广义的行为遗传学，试图通过心理学和遗传学理论研究生物基因型对有机体行为的影响，探讨在行为的形成和发展过程中，遗传和环境之间相互作用的规律，例如早期对智力的研究等。总而言之，分子遗传学作为一种手段，对于揭示心身相互作用机制、阐明心身疾病的发病原理发挥了极其重要的作用。
（二）神经影像学
近年发展起来的神经影像学技术极大地推动了人类对大脑功能与结构的了解。作为一种无创伤性介入手段，神经影像学为揭示正常大脑的运作方式以及精神疾病的病因学机制做出了重要贡献。神经影像学方法几乎已经应用到所有精神疾病的研究中，包括精神分裂症、抑郁症、双相情感障碍、焦虑症、阿尔茨海默病、儿童注意缺陷多动障碍、物质依赖等诸多精神疾病。同样，功能影像学在理解人类面临应激时的感知觉、认知、情绪变化以及与这些变化相对应的大脑神经环路和功能的改变提供了有力的证据。
（三）神经电生理技术
作为一种对大脑功能的检测及研究手段，神经电生理技术通过对中枢神经系统的电活动特征的记录，试图揭示正常大脑的活动或精神心理障碍的大脑功能变化。电生理技术一方面可以用于辅助诊断或机制研究，包括自发脑电检测技术（如脑电图、脑地形图、多导睡眠图等）和诱发脑电检测技术（如感觉诱发电位、运动诱发电位、事件相关电位等）。另一方面，还可以用于治疗。近年来，有人将电生理技术与功能影像学、神经内分泌以及分子生物学等技术结合，以阐明神经精神疾病的病因学机制，例如精神分裂症、抑郁症以及焦虑症、强迫症、物质依赖等事件相关电位的研究，多导睡眠图在睡眠障碍的应用，精神分裂症的平稳眼跟踪运动机制研究，经颅磁刺激、深部脑刺激在多种精神疾病中的治疗应用等。
（四）神经生化、神经内分泌及神经免疫
神经生化学研究中枢神经系统的化学组成、结构以及精神活动中各种化学物质的变化。中枢神经系统是由上百亿神经元以及不计其数的化学物质构成的极其复杂的结构，这些化学物质由蛋白质、糖类、脂类以及核酸等生物大分子组成，其中，中枢神经递质负责在神经元之间进行信号传导，大脑通过这些复杂的信号传导过程微妙地调节人的思想、情感与行为。神经递质包括单胺类、氨基酸类、神经肽类以及神经营养因子等。到目前为止，已经有大量的研究证明精神心理疾病与中枢神经递质失调关系密切，针对这些神经递质失调所开发的药物也被广泛用于精神心理疾病的治疗。
中枢神经系统与人体的神经内分泌系统和免疫系统有着复杂的关系，它们共同维持机体的内在环境的稳定并对外部刺激做出反应。大脑中的垂体和下丘脑是两个重要的内分泌器官，通过分泌不同类型的激素调节人类的生长、发育、精神、行为、生殖，并影响机体的其他生化物质。当个体遭受压力或应激时，下丘脑释放促肾上腺皮质释放因子（CRF），激活垂体释放促肾上腺皮质激素（ACTH），该激素进一步促进外周肾上腺皮质释放皮质醇，对应激做出反应。上述由下丘脑、垂体及肾上腺皮质构成的神经内分泌轴即为HPA轴，负责维持机体的内稳态系统。然而，当压力或应激持续存在或过于强烈时，HPA轴可能会做出过度反应。例如，抑郁症患者可能存在HPA轴过度活跃，导致皮质醇分泌增多，进而损伤海马的神经细胞。HPA轴参与机体的觉醒、疼痛、睡眠以及记忆等多种生理心理功能，还与中枢神经递质具有广泛的相互作用。因此，在应激和压力中扮演了重要的角色。另外一个神经内分泌轴为下丘脑-垂体-甲状腺（HPT）轴，最终在外周释放甲状腺素。甲状腺素也被称为神经调质，与中枢神经递质相互影响，对精神疾病的发生产生重要的影响。第三个神经内分泌轴为下丘脑-垂体-性腺（HPG）轴。其他相关激素包括催乳素、生长激素与生长抑素、胆囊收缩素、褪黑素、血管紧张素、甲状旁腺素以及神经降压素等，这些激素都在不同程度上调节着人类多种生理心理功能。
免疫系统由免疫器官、免疫细胞以及免疫分子组成，通过识别和排除细菌、病毒等外来有害物质来消除机体可能遭受的潜在威胁，并与机体其他系统相互协调，维护机体的内稳态环境。长期或强烈的应激可能通过多种途径激活了机体的免疫反应，导致炎性细胞因子增加。大量研究显示，炎性因子参与多种应激以及相关的精神疾病的发病过程。总之，神经系统、内分泌系统以及免疫系统通过多种途径相互作用、相互影响，用复杂而微妙的方式共同应对外界的应激与压力，同时，也参与了多种与应激相关的精神心理疾病的发生和发展过程。