M我的父亲是一位神经科医生，他曾经有一个病人，被一首诗深深地折磨着。菲利普当时12岁，是新泽西州普林斯顿一所著名寄宿学校的学生。他的任务之一是背诵埃德加·爱伦·坡的作品乌鸦．到演讲那天，他已经把这首诗排练了几十次，而且能轻松地回忆起来。但这一次，当他站在同学们面前时，奇怪的事情发生了。
每当他念到这首诗那句著名的、令人难以忘怀的副歌时——“乌鸦说‘永不复生’”——他的右半边嘴就颤抖起来。颤抖加剧，直到朗诵到一半时，他在一群无情的青少年面前抽搐着倒在地板上，失去了对身体的所有控制，包括膀胱和肠道。他第一次发作。
当我父亲听到这个故事后，他决定做个实验。在菲利普第一次拜访时，他递给那个男孩一本乌鸦并请他大声朗读。每当听到乌鸦那悲观的预言时，菲利普又结结巴巴地说不出话来。他咬紧牙关，嘴唇歪向一边，好像不同意别人说的话似的。我父亲在菲利普大发脾气之前就把诗拿走了。他给那个男孩的老师写了一张纸条，免除了他再背一篇文章的麻烦。父亲解释说，他的大脑已经开始将某些语言模式与癫痫发作联系起来。
通过利用神经元用来学习新关联的规则，这些新一代的电中性细胞可以实现永久性疾病消除。
神经系统的力量在于这种学习的能力，即使是在成年期。神经元网络通过一种叫做尖刺的电化学脉冲定时发现新的关系，神经元利用尖刺相互交流。这种时间模式加强或减弱细胞之间的连接，构成记忆的物理基础。大多数时候，结果是有益的。将因果联系起来的能力——入侵的阴影和俯冲轰炸的猎鹰，仙人掌和隐藏的水源——使有机体在捕食者和竞争者面前占上风。
但有时神经元太擅长它们的工作了。大脑拥有非凡的计算能力，可以学习语言和逻辑。它还能学会如何生病。
例如，经历过一次随机癫痫发作的人患癫痫的可能性是从未经历过癫痫发作的人的50倍。1像菲利普的《乌鸦》一样，在第一次试唱之前的刺激，如焦虑或特定的音乐片段，更容易触发未来的剧集。癫痫发作的频率越高，潜在的神经网络就可能变得越强大、越普遍，从而可能导致更广泛或更暴力的攻击。
我父亲告诉我另一个病人，詹姆斯，一位50多岁的医生，患有脊柱关节炎。他极度痛苦，以至于外科医生破坏了下半身传递疼痛感觉的感觉神经。然而，手术多年后，在他的背部和腿部无法再向大脑发送这些信号后，他仍然像以前一样感到疼痛。仅仅穿袜子的行为是曲折的。
最近的研究解释了其中的原因:和许多慢性疼痛患者一样，詹姆斯最初的损伤频繁且强烈地激活了大脑中的疼痛回路，以至于这些通路对哪怕是最无害的刺激都变得敏感，比如轻微的触摸。2换句话说，持续的身体痛苦创造了一种“痛苦记忆”。就像你可能会记得初吻的味道一样，詹姆斯的大脑在他的身体早已无法感知疼痛的情况下，仍能回忆起这种感觉。
其他的苦恼也可以用这种方法来学习。强迫症、创伤后应激障碍(PTSD)、上瘾，甚至某些消化系统疾病的特征似乎都是神经元耦合过度强化，就像一条众所周知的道路。这种共性给了医生一个乐观的理由:如果疾病是可以习得的，那么不学习也可以吗?
D安妮·格洛弗听到这种声音时总是知道癫痫发作即将来临——一种柔和的响声不断加剧，直到无法忍受为止。这位美国演员兼导演15岁时第一次试镜。他与癫痫症一起生活了近二十年，直到1977年的一天，格洛弗31岁时，他找到了一种反击的方法。
他正要在旧金山的一家戏院上台，这是他第一次出演重要角色，这时他听到了喧闹声。他在后台踱来踱去，决心要把癫痫发作赶走。“我不会抽搐。我不会抽搐。我不会抽搐，”他自言自语道。“每次我说‘我不会癫痫发作’，我都相信我不会癫痫发作，”他曾回忆道。“每一次，我都变得更强壮了，症状开始减轻到我准备上台的程度。”在重复了四年这种被格洛弗称为自我催眠的技巧后，这些情节突然神秘地停止了。他声称从那以后他再也没有听到过噪音。
笔名为“大卫·B”的法国漫画家皮埃尔-弗朗索瓦·博沙尔(Pierre-Francois Beauchard)在自传中也讲述了类似的经历癫痫．这部漫画小说在他患有癫痫病的哥哥的身体和精神状况恶化和Beauchard对描绘战争场景和怪物的越来越痴迷之间摇摆不定——这些幻想把他拉进了一种恍惚的状态，让他得以逃离他认为是自己的疾病。不像他的兄弟变得暴力和面目全，比查德是胜利的。在一个场景中，他面对弟弟的癫痫症，他化身为一条龙。他穿上全副军装，将野兽砍成碎片，宣称:“我已经战胜了逼近我的疾病。”
如果我们能把暴行从集体记忆中抹去呢？
神经学家相信，像Glover和Beauchard这样的自愈性癫痫患者通过学习对迷走神经施加一定的控制来消除他们的痛苦，迷走神经在大脑和器官之间传递信息。它的信号有镇静作用，比如降低心率和血压，或者缓解焦虑。刺激迷走神经还可以平息大脑皮层的活动。大脑皮层是大脑的外皮，绝大多数癫痫发作都是从这里开始的。这种大脑沉默使神经元更难达到峰值，从而降低了全面发作的风险。
作为自主神经系统的一部分，迷走神经在没有意识控制的情况下正常工作。但如果你知道正确的技巧，你可以故意激活它。你见过一个疲惫的婴儿在入睡前揉眼睛吗?事实证明，只要按压你的眼球，或者按摩你下巴下的颈动脉，就能激活迷走神经，使神经系统平静下来。
通过练习或冥想，也可以只用思想来管理许多自主功能。三例如，一些深海潜水员可以故意减缓新陈代谢保存氧气。瑜伽大师可以降低他们的心率。西藏僧侣可以通过一种称为“内火”的呼吸练习大幅提高体温。类似地，对药物无反应的癫痫患者可以通过观看大脑活动的记录并试图放大平静状态的信号来学会在精神上调节癫痫发作。4
然而，这种意志控制需要时间和精力来掌握，而且并不总是有效。由于这些原因，科学家们正在开发可植入技术，利用电脉冲调试潜在残疾和疾病的神经回路。这些被称为“电药物”的人工调节剂可能有一天会加速遗忘过程。
TOday的电子药物只能暂时缓解疾病，扰乱细胞间的交通，但保留现有的通路完好无损。当它们被从大脑或身体中取出时，病人的症状会立即恢复。例如，迷走神经刺激器使用一个永久性的类似起搏器的发生器，通过一根柔软的金属丝向颈部的一段神经发出轻微的震动。通过将一根磁棒置于发电机上，患者可以手动停止或缩短癫痫发作，在实验设置中，还可以减缓慢性跳动的心脏。
另一种流行的技术是脑深部刺激（DBS），它可以治疗一些疾病，包括帕金森氏症、癫痫和抑郁症。它包括将针状电极植入攻击性大脑区域，然后用高频脉冲持续轰击周围组织。这个程序非常有效，特别是考虑到它只在药物失效后才使用。例如，在帕金森病患者中，DBS可以减少多达90%的震颤。
然而，神经科学家才刚刚开始了解这种疗法是如何起作用的。在某些情况下，电脉冲似乎通过使特定的大脑区域安静或兴奋来提高或降低神经活动的阈值。在其他情况下，它可能会重新设置远程大脑结构之间的健康通信，这些结构似乎通过同步不同频率的神经活动来交换信息。这些节奏模式被称为振荡。研究表明，大脑的一个区域可以通过匹配其他区域的振动来“交谈”，就像业余无线电爱好者收听不同的频道一样。5
当振荡破坏正常的细胞活动时，就会出现病理学。例如，在帕金森氏症患者中，运动皮层(大脑中协调自主运动的中枢)的神经元被锁定在特定的振荡中，当一个人运动时，这种振荡的振幅会增加，从而导致震颤和其他运动缺陷。DBS打破了这种模式。通过刺激中脑运动网络的一部分组织，DBS使运动皮层的细胞从强烈的振荡中脱钩，使它们再次独立行动。6然而，这项技术无法影响持久的变化，可能是因为它一次广泛地激发了如此多的神经元。7
未来的设备将更加精确。通过利用神经元学习新联系的规则，这些下一代电子药物可能使疾病永久消除。学习就是把握时机。例如，假设神经元A与目标神经元B建立了连接。如果神经元A先于神经元B出现脉冲，那么这种连接就会加强。但如果B在A之前上升，它们的债券就会减弱。神经科学家怀疑，这种被称为脉冲时间依赖性可塑性的行为，是神经网络用来编码因果关系的基本公理。人工刺激同样可以重新设计致病的途径。
研究人员已经开始证明这种方法的可行性。例如，2007年，法国国家科学研究中心(National Center of Scientific Research)和加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的研究人员操纵了一只老鼠桶状皮层中一个神经元的活动，该神经元从胡须接收信息。8正常情况下，这个细胞呈尖状之后胡子动了一下。但是科学家们改变了这个时间。他们用电在几毫秒内唤醒了细胞之前摆动触须。通过重复这种模式，他们抑制了胡须与神经元的连接，使细胞对胡须的运动不太可能做出反应。同样的原则最终可能被用于治疗，以削弱过度敏感的联系，如慢性疼痛或创伤后应激障碍。
最复杂的植入物在刺激大脑的同时还能听它说话。数百个记录电极封装在几立方毫米中，这些两用设备将收集疾病的神经信号，使它们能够更精确地定位疾病回路。9, 10例如，在一个吸毒者身上，其中一种电子镇静剂可能检测到一种渴求的上升，并在它导致不良行为之前抑制它。另一种植入物可能会嗅出创伤记忆并消除其情感负担。
这种电疗法将保留给最棘手的病人，他们的传统干预已失败。但它的极限是什么呢?如果我们能从集体记忆中抹去暴行呢?或者从一个士兵的良心中抹去内疚?像任何药物一样，遗忘既是毒药，也是治疗的良药。
凯利·克兰西是一位对理解生物信息处理的一般原理感兴趣的神经科学家。她目前是巴塞尔大学和伦敦大学学院的博士后。此前，她作为天文学家漫游世界，并在土库曼斯坦的和平队服役。她因设计无药物脑疗法而获得2014年Regeneron创新奖。她的作品出现在杂志上哈珀杂志，连线，和《纽约客》。
参考文献
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6.de Hemptinne C。等。治疗性脑深部刺激可降低帕金森病患者的皮层相位-振幅耦合。自然神经科学18, 779 - 786(2015)。
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8Jacob，V.，Brasier，D.J.，Erchova，I.，Feldman，D.和Shulz，D.E.大鼠活体桶状皮质中的棘波时间依赖性突触抑制。神经科学杂志27, 1271 - 1284(2007)。
9.柯林格巴赫，詹金森，N.欧文，S.L.F. &阿齐兹，t.z。神经系统科学自然评论8, 623–635 (2007).
10Miocinovic，S.，Somayajula，S.，Chitnis，S.，和Vitek，J.L.深部脑刺激的历史、应用和机制。神经病学70163(2013)。
本文首次发表于2015年5月的《错误》杂志。
