人脑可能是地球上最复杂的生物结构。据估计,大脑有1000亿个神经元和100万亿个神经连接,是我们这个物种“皇冠上的宝石”,也是使我们成为人的所有特质的来源。它是智力的所在地,是感官的解释者,是行为的监督者,也是身体运动的发起者。
为了实现这一切,大脑与身体的其他部分紧密联系并整合在一起,也在很大程度上受到所有这些相互作用的影响。对女性来说,大脑和卵巢之间的联系是最特别、最重要的联系之一。我们只需粗略地回顾一下演化过程,就能清楚地看出它的深远意义。物种的生存最终依赖于繁殖和将其基因传给后代。为了支持这种能力,我们的身体进行了优化处理,大脑占据了驾驶员的位置。这一点很重要,因为人类的生殖过程很复杂,涉及许多生理、情感和行为上的相互作用,这是选择生殖伴侣和维持关系以便抚养后代所必需的。因此,女性大脑不仅为了繁殖而演化出复杂的连接,还与卵巢深度结合,以确保所有这些机制都能正常运行。 1
这些至关重要的联系是由神经内分泌系统维系的。神经内分泌系统是一个连接大脑与卵巢及内分泌系统其他部分的网络,它的复杂性表明这些器官之间有一定程度的协同合作。不过,人们对这些合作知之甚少,而这恰恰是我们的切入点。正是由于这些区域对雌激素的密切监控,大脑才能协调繁殖和其他活动所必需的无数生理和心理功能。下面是我为大家准备的神经内分泌系统解剖学入门课。
路线1:下丘脑-垂体-性腺轴
我们可以把这个系统想象成一张包含若干站点的地铁线路图,一头是大脑,另一头是卵巢。然后,我们重点关注最重要的路段和站点。卵巢(性腺)与大脑紧密相连,与垂体和下丘脑的联系尤为紧密,以至于医学教科书认为这些连接构成了一个实体:下丘脑-垂体-性腺轴(简称HPG)。HPG是神经内分泌系统的支柱,它的作用是调节生命各个阶段的生殖行为。如图5所示,HPG由8个主要腺体组成,我们把每个腺体都想象成路线1上的一个站点。
图5 神经内分泌系统
1.脑垂体 。HPG的第一站是脑垂体。这个豌豆大小的腺体个头虽小,但功能强大。它有一项重要的职责:分泌激素,调节包括卵巢在内的其他所有腺体的活动。事实上,脑垂体分泌的最重要的激素是卵泡刺激素和黄体生成素——这两种激素在我们处于育龄期时促进排卵。脑垂体还参与产生催产素(负责分娩时和哺乳期间的子宫收缩)、血管升压素(负责调节血液和水的体积)和生长激素(促进人体的全面发育,包括大脑)。
2.下丘脑 。这个腺体代表脑垂体监视整个神经系统,并标记任何需要它特别注意的事件。下丘脑很重要,因为它负责通过脑垂体刺激黄体生成素和卵泡刺激素的产生,从而在卵巢中产生雌激素和孕酮。你也可以说它是负责体内稳态的首脑,通过控制体温、睡眠模式、食欲和血压,维持人体的整体平衡。
3.松果体 。这个腺体位于大脑正中央,负责接收和传递当前环境明暗周期的信息,并相应地分泌褪黑素。我们依靠它发出睡眠信号,它就像“睡魔”一样。
4.甲状腺 。这个漂亮的蝴蝶状腺体位于颈部,负责调节新陈代谢和体温。甲状腺产生T3(三碘甲状腺原氨酸)和T4(甲状腺素),你可能经常在血液检测结果中看到这两种激素。甲状腺上附着有4个一粒米大小的腺体,它们被称为甲状旁腺。这些小腺体负责钙调节,对骨骼健康很重要。
5.胸腺 。胸腺位于胸腔上部,就像一个保镖,它会产生白细胞来抵抗感染,灭杀畸变细胞。
6.胰腺 。这种器官-腺体复合体在激素和消化系统之间起着联络作用。胰腺产生酶帮助消化,同时还会产生两种必要的激素(如胰岛素),以控制血糖浓度。
7.肾上腺 。这对充满活力的腺体位于肾脏之上,会产生激素,调节新陈代谢、免疫系统、血压和应激反应。它们出名的原因是肾上腺素,一种在逃跑或战斗时防止身体崩溃的激素,但也会让你精疲力竭。
8.卵巢 。我们到达了终点站——卵巢。除了保存生殖所需的卵细胞,卵巢还在下丘脑的监督下产生雌激素、孕酮和睾酮。
通过查看HPG路线及其关键站点,我们会发现:这个复杂的系统不仅会让整个身体做好怀孕的准备,还会对一系列助推这一重要时刻到来的行为提供支持,例如在谈恋爱时让你紧张不安或觉得自身充满活力。此外,雌激素被证明可以通过作用于这个系统,促进新陈代谢,保护我们免受体重增加、胰岛素抵抗和2型糖尿病的影响。 2 雌激素还有助于维持骨骼强健, 3 保持血管健康(可能是通过控制炎症和胆固醇水平 4 )并支持心脏。不利的一面是,这种联系也是更年期到来时身体出现多种症状的原因。例如,患糖尿病、骨质疏松症和心脏病的风险在绝经后都会增加。尽管雌激素对女性身体有很多好处,但与它对大脑的作用相比,这些好处都不值一提。接下来,我们讨论另一条知名度低得多的大脑激素路线,它位于大脑内部。
路线2:大脑-雌激素网络
神经内分泌系统并不仅限于HPG。如图6所示,它与其他许多关键脑区也有联系(被称为大脑-雌激素网络),因为这些脑区也容易受到雌激素水平影响。路线2的主要站点有:
图6 大脑-雌激素网络
1.边缘系统和脑干 。边缘系统位于大脑深处,紧挨于脑干上方(脑干连接大脑和贯穿身体其他部位的脊髓)。追溯人类的演化起源,就会发现这些古老的大脑部位接受了本能行为和情绪反应的训练。这些冲动包括压力、食欲、睡眠/觉醒、感觉和养育本能。
2.海马 。这个海马状结构被认为是大脑的记忆中心。它位于大脑边缘系统中,负责形成情景记忆,即你过去所做事情的记忆,如童年或第一天工作的经历。海马还会在记忆和感官之间建立联系,如将夏天与玫瑰的气味联系起来,也会帮助我们学习新事物,提供方向感。
3.杏仁核 。杏仁核是海马永远的好朋友。它在快乐、恐惧、焦虑、愤怒等情绪反应中起核心作用,还能加强我们对情感内容的记忆。
4.扣带回皮质和楔前叶 。大脑皮质的这些邻近区域对情绪处理、学习、社会认知和自传体记忆来说都很重要。自传体记忆指我们回忆个人经历和事件的能力,如我们在特定日期、特定时间做了什么。
5.前额叶皮质 。这是大脑中一个高度演化的部分,它帮助我们设定和实现目标。前额叶皮质评估来自多个脑区的信息,并相应地调整我们的行为。这有助于实现多种执行功能,包括集中注意力、控制冲动、协调情绪反应和规划未来。前额叶皮质是一个非常重要的大脑部位,它还与记忆和语言能力有关。
总之,高度专业化的HPG和大脑-雌激素网络确保我们的大脑和卵巢时刻紧密相连,这种联系不仅对身体有广泛的影响,对我们的情绪、感觉、思考和记忆能力也有广泛的影响。因此,卵巢的健康与大脑的健康息息相关,反之亦然。西方医学将女性的大脑和卵巢拆分为不同的学科和临床实践领域,但全世界没有任何女性能在自己的身体里把它们拆分开。激素在它们之间来回流动,刺激这些器官携手发育:它们一起成熟,一起跨越里程碑,也一起衰老。正是因为这种相互联系具有深远的意义,激素数量和质量的任何变化不仅会深刻影响女性的生殖健康,还会影响她的身心健康。
在这本书中,我始终竭力强调一个观点:雌激素的重要性绝不仅限于生殖能力。除了在生殖方面的作用,身兼多职的雌激素还会参与多个大脑过程。近几十年来,科学家了解到,女性的大脑经过遗传改造后,会优先对卵巢产生的雌激素做出反应。
事实证明,每天都有雌激素分子直接进入大脑,寻找专门为这种激素打造的特殊受体。这种受体就像一把小锁,等待合适的分子钥匙(雌激素)来打开它。这个比喻生动地表述了一个重要概念:女性的大脑天生就会接受雌激素。一旦到达目的地,雌激素就会锁定这些受体,还会意外地激活细胞活动。因为有这些受体,我们的大脑已经做好准备,等着雌激素为它提供能量了。
了解这一点及神经内分泌系统的工作原理后,你就更容易理解更年期如何引发接踵而来的剧烈脑部反应。如果你是一名典型的四五十岁女性,那么你一生的卵子供应即将用完;一旦卵子供应耗尽,复杂的多激素生殖信号回路就会发生混乱,其触发因素也会因为生物学变化而改变。与此同时,当大脑和卵巢开始误读对方的活动需求时,大脑会疯狂地分泌雌激素,或者在无意中出错,把大脑-卵巢回路搅成一锅粥。最终,卵巢停止分泌雌激素,这段长期关系就此结束。因此,充斥着大量雌激素受体的大脑,因为脑活动所需的能量越来越难以得到满足而必须面对更年期症状的挑战。
值得一提的是,女性的大脑会对雌激素的激活做出反应,男性的大脑则会对睾酮做出类似的反应。这一点很重要,因为男性和女性的激活激素在数量和寿命这两个方面互不相同,而睾酮通常要到男性晚年才会耗尽。睾酮分泌量以更缓慢的速度逐渐减少的过程会导致男性更年期(andropause)。然而,正如通俗小报提醒的那样,大多数男性的生育能力能维持到70岁——简言之,这意味着男性大脑中的睾酮受体有更多的适应时间。然而,女性的大脑没有这样的机会。
科学已经告诉我们,雌激素和女性大脑之间的相互作用非常复杂,并且容易遭到破坏。雌激素本身并不像它看起来的那么简单。雌激素其实不是一种激素,而是具有类似功能的一类激素。在第3章中,我提到过血液中检测到的雌激素叫作雌二醇。雌激素主要有三种,雌二醇是其中之一,另外两种是雌酮和雌三醇。
·雌二醇是育龄女性体内效力最强、数量最多的雌激素,也是生殖发育所需的主要生长激素。它主要由卵巢产生,绝经后其水平显著降低。
·雌酮是由富含脂肪的脂肪组织产生的,功效比雌二醇弱。绝经后,雌酮是女性体内继续产生的主要雌激素。
·雌三醇是孕期雌激素。只要没有怀孕,就几乎无法在血液中检测到它的存在。
医生说到雌激素时,通常是指这三种类型的综合作用。但是当我们说到雌激素与大脑的相互作用时,我们主要是指雌二醇。
雌二醇:女性大脑的主调节器
雌二醇在数不胜数的大脑活动中发挥着非常重要的作用,以至于它获得了“女性大脑的主调节器”的称号。 5 我总是不由自主地把雌二醇看作女性大脑这家公司的首席执行官(CEO),因为它就是一位天赋异禀的总司令,方方面面、里里外外的业务都在它的掌握之中。雌二醇最重要的功能包括:
·神经保护。 6 雌二醇能增强免疫系统,帮助我们构筑健康防线,还会赋予脑细胞克服损伤和衰老的能力。
·细胞生长。雌二醇不仅能保护已有的脑细胞,还能帮助新的脑细胞生长,同时促进细胞修复和新的神经连接形成。
·大脑可塑性。雌二醇可以增强大脑对各种变化的响应和适应能力,包括更新我们学习和记忆相关的神经网络,以及让损伤的大脑保持正常运转。
·沟通。这种激素是个多面手,能影响多种神经递质(如大脑中传递信号、交流和处理信息的化学信使)。 7
·心情。雌二醇对血清素有积极作用(血清素即5-羟色胺,是一种平衡情绪的化学物质,能让我们快乐和愉悦,更不用说促进睡眠了)。它还是“天然的百忧解”,在整个人体系统中发挥抗抑郁作用。
·保护。雌二醇支持免疫系统,保护大脑免受有害自由基引起的氧化应激影响,而自由基会引发炎症、癌症和痴呆等疾病。 8
·心血管健康。雌二醇对血压和血液循环有积极作用,保护大脑和心脏的血管免受损伤。
·能量。这种激素还能确保大脑的主要食物葡萄糖有效燃烧,并释放能量。因此,当雌二醇水平高时,大脑能量水平也随之增加。通过激活大脑功能,雌二醇可以影响包括行为能力、认知能力在内的一切能力。
到目前为止,这些功能都没有任何问题。但绝经后,雌二醇就会消失。它宣布退休,并设定好逐步退出的程序,然后尽情享乐。这样一来,任务就落在了雌酮肩上。不幸的是,雌酮不能起到雌二醇的作用。若没有雌二醇,大脑就会分心。神经元之间的连接也不像以前那样有效,速度往往会减缓。慢慢地,损失的连接数量超过了新生的连接数量。脑细胞的磨损增加,修复的机会减少,这导致它们衰老得更快。那些轻松愉快、有宁神效果、让我们的身体系统保持平衡的化学物质,不再像以前那样经常出现。自由基也变得更难控制,导致大脑更容易受到炎症、衰老和各种疾病的影响。归根结底,雌二醇的消失会造成很大的影响,至少会暂时扰乱大脑对思想、情感和记忆的曾经很成功的管理。
雌二醇反复无常的行为对它驱动的脑区的影响尤其明显,因为这些脑区会直接受到雌二醇的影响。下丘脑是这种关系的中心节点,受到的冲击最大。由于这个腺体控制着体温,雌二醇供应的不稳定会导致大脑不能正确调节体温。还记得潮热吗?科学家认为潮热的原因是下丘脑“发疯”了。
除了失去对体温的控制,大脑调节睡眠和清醒的能力也会减弱。这导致我们遭遇睡眠困难,睡眠节奏和模式发生变化。所有这些脑区都会相互交流,所以两者之间的问题可能会结合起来,引发盗汗。掌管情感的杏仁核和它的邻居——掌管记忆的海马,也会轮流发动,导致情绪波动、健忘或两者兼有。负责思考和推理的前额叶皮质也是如此。也许脑雾会滚滚而来,让你难以集中注意力,或者说话不像以前那么流利。不要忘了,还有那部位置飘忽不定、每次都让我们到处寻找的手机!
一旦我们看清绝经后大脑内部发生的变化,它的一些更奇怪的症状就会突然变得不那么奇怪了。我们在本书开头讨论的大脑变化可能也变得更好理解了,它们表明大脑正在尝试处理激素大动荡和同时发生的脑结构变化。它们还表明,当大脑忙于应对雌二醇消失带来的后果时,它的防御机制会暂时性地减弱。因此,大脑中化学物质和新陈代谢的巨大变化可能会引发更年期症状,也会使一些女性的大脑更容易受到各种健康压力的影响,如抑郁和认知能力下降。
综上所述,更年期并非只有坏处。事实上,我们已经总结了在更年期哪些方面可能会出差错。接下来,是时候探索有哪些方面可以朝着正确的方向发展了。
更年期不仅是一个通向脆弱的窗口,也会带给我们机会,因为我们可以在这个关键时期检测是否有健康风险的指征,并采取一些策略来减少或预防风险。了解了应该何时关注(在更年期)和关注什么(大脑的变化和随之而来的症状)之后,我们不仅可以确认女性的更年期经历是真实的,还可以找出应对的办法。在这几年里,女性更好地照顾自己的大脑将有助于控制更年期症状,还将大大减少未来遇到麻烦的潜在风险。
同样重要的是,虽然很多女性在更年期容易受到神经系统变化的影响,但其中大多数人都能顺利度过这一人生阶段,没有出现严重的长期健康问题。正如我们在前一章所讨论的,脑雾、潮热等症状往往会缓解,并在绝经后的几年内完全消失。就我个人而言,这些因素改变了我研究更年期的方法和侧重点。像大多数其他科学家一样,刚开始研究更年期时,我的目标是了解更年期可能引起哪些症状和健康风险。我一直在寻找有哪些方面可能会出问题,如能量水平下降、灰质丧失、阿尔茨海默病斑块……所有这些都是我们希望解决的问题。毕竟,几乎所有文学作品都把更年期与混乱的健康状况等同起来。但是,如果更年期真的是一场灾难,那么所有女性都无法在接下来的30年乃至更长时间内保持身体机能。于是,我和我的团队开始了我们自己的研究。
我们招募了更多的参与者,并为她们做了更多的脑部扫描。我们收集和筛选数据,志在掌握更全面的信息。随着研究的深入和视野的拓展,我们慢慢了解到更年期也有好的一面,而不是只有人们看到的坏的、丑陋的一面。我们取得了一个更广泛、更大胆的发现,在很多方面它都令人鼓舞。我将在后续章节中进一步介绍这个发现,但现在,我想先展示我们在近期研究中发现的可以证明更年期不仅仅会让人脆弱的证据。
不知道你是否记得我在第1章中说过,我们取得的第一项发现是在绝经过渡期大脑能量水平会下降。我很高兴地告诉大家,自从第一次进行绝经前后脑部扫描以来,我们已经取得了重大进展。在扩大研究的规模、延长研究的持续时间之后,我们发现至少某些脑区的能量变化是暂时的。 9 例如,虽然大脑能量水平在围绝经期和绝经后期的早期阶段有下降的表现,但在几年后就会趋于稳定或有所改善。如图7所示,大脑的某些部位在绝经后期的晚期阶段(大约从末次月经的4年后开始)甚至表现出能量水平反弹的迹象。注意观察图中箭头指向的额叶皮质,记住,这是大脑负责思考和多任务处理的区域。
图7 从绝经前期到绝经后期阶段的大脑能量变化
更年期的前景随着大脑灰质在绝经后期的晚期阶段得以恢复而变得更加光明。虽然从绝经前期到绝经后期灰质往往会减少,但有相当多的女性在更年期刚结束后,她们某些脑区的灰质减少速度会趋于平稳。 10 这也与绝经后记忆力更好有关。你还记得记忆力有可能在围绝经期下降,后来又恢复到接近基线的水平吗?我们的数据与这条时间轴完全同步。
我要强调的是,这些都是最近的研究发现,并且正在全球范围内得到证实,以便得出精确的结论。在我们努力实现这一目标的同时,我得到了一点启示:更年期是神经系统的一个动态变化过程,它会通过独特的方式重塑女性大脑。有迹象表明,这种重塑可能包括有利于补偿和维持大脑功能的适应性变化,尽管雌激素水平会有所下降。换句话说,卵巢可能会停止工作,但大脑有办法维持正常运转。多项证据表明,女性大脑具有非凡的、被大大低估的、值得称颂的适应更年期的能力。掌握这些知识只是一个起点,预示着我们必将揭开更年期的秘密,提升所有女性在这一重要人生阶段的体验。