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抑郁患者大脑中的神经元集合会有什么变化呢？试想一下，一个人从每天的日常生活中逃离，更不会参加剧烈运动，一天中大部分的时间都在羽绒被下度过，或至少没有花足够多的时间与外界互动。他们的体验会更加匮乏，他们的神经连接也不太可能改变，由于他们的生活中不太会有什么事情发生，因此也不太会有新的刺激进入大脑。毫无疑问，这会使得现有的神经连接继续存在并不断加强。此外，大脑将无法产生恰当水平的多巴胺及其衍生物，因此也就无法帮助形成新的神经元集合或原有神经元集合的转变。这意味着，以前那块异常大的石头将会比之前更有机会在水潭中激起涟漪——最终的神经元集合，而没有其他事情可以与之抗衡：转变越缓慢，神经元集合的覆盖范围会变得越广阔。最重要的是，如果抑郁的焦点是持久的、反复出现的，那么会形成更多的神经连接，而焦点的那块石头会变得越来越大，同时神经元集合覆盖的范围也会变得更加广阔。那么，这一次我们是不是可以说，临床抑郁和异常巨大的神经元集合有关呢？
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如果是这样的话，那么对大脑“理智缺失”状态下的小神经元集合起决定作用的因素则是截然相反的。情况似乎就是这样。例如之前提到的，以前额叶激活不足为特征的“理智缺失”状态下较小的神经元集合，在抑郁中则主要表现为前额叶的过度激活，两者形成鲜明的对比。44 此外，在惊心动魄的体验中，异常小的神经元集合会产生高水平的多巴胺，而正如我们刚才看到的，这种胺类物质及其化学衍生物在抑郁症患者身上是缺乏的。最后，小神经元集合大脑状态产生的部分原因可能是，由于与外部世界的强烈互动，许多新的神经元集合等待着建立，这些神经元集合之间存在着激烈的竞争。而抑郁状态则与之截然相反，抑郁的个体回避与外部现实的互动。
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如果抑郁与异常大的神经元集合有关，这将会帮助我们理解那个长久以来的谜——电痉挛休克疗法（ECT）为何会有效。在这种疗法中，电流通过连接大脑表面的电极，直接通过重度抑郁患者的大脑。45 尽管表面上看起来，电休克治疗是简单且非特异性的，但当其他所有药物治疗都失败时，电休克治疗仍然有效。那么大脑中究竟发生了什么呢？或许是电流扰乱了固有的神经连接网络（事实上，电休克疗法常见的副作用之一是丧失记忆），从而促进新的网络和不同的网络得以建立。这是一种强制的可塑性：通过击碎那些大的、原始的、一直存在的石头，使新的、常规大小的石头更容易形成。
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抑郁与异常大的神经元集合有关这一观点，将同样可以解决另一个临床难题：锂类药物可以有效治疗双相情感障碍，这类疾病的患者会体验到极大的情感波动，从深度抑郁（这时是大的神经元集合）到高度兴奋或躁狂，表现出许多小神经元集合的特征。46 一种可能的解释是，由于在元素周期表上锂和钠相邻，这意味着锂更容易在大脑中作为钠离子的化学替代物发挥其作用。神经元之间交流的基础是钠离子涌入神经元，这会引起至关重要的电脉冲的初始触发，即让细胞产生活动的动作电位。碰巧的是，锂会与钠竞争钠离子通道，并穿过这条特殊的通道进入神经元内部，47 但锂离子进入神经元内却无法完成钠离子的工作，此时动作电位则无法产生。
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为什么这样一个常见的，平平无奇的活动，能如此有效地抑制像躁狂这样一个复杂且难以理解的认知问题？由于患者在两种极端的情感状态间摆动，因而躁郁症被恰当地称为“双相情感障碍”。躁狂阶段与抑郁的麻木和怠惰是完全相反的，其特点是过度活跃和冲动行为，思维局限在当下，因外部世界感到心烦意乱并做出过度反应。简言之，像儿童和精神分裂症患者一样的小神经元集合模式。与此相一致的是，双相情感障碍患者更加鲁莽，并且其前额叶功能水平减低，48 就像精神分裂症患者一样。49 所以，如果双相情感障碍的躁狂阶段可以用非常小的神经元集合来解释，而如果锂的核心作用是阻碍神经元活动的基本机制，那么或许锂的疗效就在于，阻断了神经元集合太过容易地一个接一个形成这一过程。这种巨大的转变可能标志着儿童、精神分裂症患者以及双相情感障碍患者在躁狂阶段的精神状态。总之，锂类药物通过运用化学刹车的手段起到了稳定 神经元集合产生的作用。
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但一个恼人的问题是，这种化学刹车只适用于躁狂，锂类药物对于双相情感障碍患者的抑郁阶段并不起效，对于标准的抑郁症也无效。为什么会这样？关键的线索在于：事实证明，只要在负性情绪控制患者之前给药，那锂药对抑郁的治疗也是有效的。50 尽管这只是一种假设，但一种可能性是，锂的关键作用在于将神经活动稳定在基线标准附近。因此，这对于神经元集合本来就很稳定的正常人没有任何效果，而在抑郁症患者身上，其神经元集合早已变得非常巨大且持续了很久，因此锂对于这种已经建立的神经元集合同样没有作用。与之相对，当神经元集合正在建立（如躁狂）或是正在扩展（如抑郁阶段的开始）时，也就是当神经元正在进行传导（即活动提高）时，也许是锂药发挥作用最关键、最有效的阶段。
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三、疼痛
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精神分裂症和躁狂症的另一个相似之处是对疼痛的敏感性，这与抑郁症的临床表现完全相反。精神分裂症患者51 和躁狂症患者52 有着较高的痛觉阈限（即他们更少感受到疼痛），但抑郁症患者却对疼痛有着比正常人更低的阈限，会更大程度上感受到疼痛，这被称为痛觉过敏。53 所以，如果抑郁和异常大的神经元集合有关，并且如果大脑的这种状态与更容易感知到痛觉有关，那么是否对所有人来说，较大的神经元集合与主观痛觉程度的升高一般性地联系起来？有几项原因可以对这个有趣的可能性进行解释。
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一种原因是，疼痛有不同的表现形式，像是刺痛、灼烧痛，这些表现形式取决于广阔的神经元连接。54 一天中不同的时刻疼痛阈值也不同。例如在一项针对健康志愿者的研究中，研究人员对被试的牙齿进行电击，结果发现人们在中午最容易感受到疼痛。55 这种疼痛阈值的波动可能是由于一天之中胺类神经递质的分泌存在节律性。疼痛感知的另一个方面是：对疼痛预期越多，痛感就越强，56 这可能是因为延长的时间范围增加了神经元集合建立的机会。
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另一个表明异常大的神经元集合发挥作用的原因与“幻肢疼痛”（phantom-limb pain）有关，57 在这种病症中，被截肢的人依然可以感受到他们失去的肢体。生理学家罗纳德·梅扎克（Ronald Melzack）和帕特里克·沃尔（Patrick Wall）很久之前发展出“疼痛矩阵”（pain matrix）的概念（可以说，这一概念可以与神经元集合相媲美），认为如果你没有从肢体接收到正确的反馈（因为那个肢体已经不存在了），神经元将会过度激活并产生大的神经元集合，因此会有更强烈的疼痛感。58 此外，吗啡是一类强大的止痛药，会产生“梦幻般的”欣快感。患者报告当他们服用吗啡时，他们依然会感到疼痛，但这对他们来说已经变得无关紧要了。59 我们知道，吗啡对生理性鸦片（内啡肽）靶受体起阻断作用，在大脑中起抑制作用，从而使神经元集合变小。60 最后，大脑状态以小神经元集合为主的精神分裂症患者都有很高的疼痛阈值。61
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此外，在第二章中我们已经了解到，由于麻醉药的化学结构及自下而上的细胞活动都具有多样性，因此我们无法对其做出单一的一般性解释。但最重要的是，麻醉药的共同点在于它们都会在大脑运作的中等尺度上减小神经元集合的大小，从而发挥其关键作用。这意味着，当麻醉剂发挥作用时，可能会出现一个有趣且违反人们直觉的悖论。如果麻醉剂起效缓慢（因为它会减弱你产生小神经元集合的能力），那就意味着在失去意识之前 ，你会体验到一种欣快感，是充满情感色彩的小神经元集合状态所持有的。当然，这种观点有些奇怪，但它似乎是正确的。从前，在麻醉剂还没有像现在这么有效之前，那些将要接受手术的患者会经历躁狂和兴奋的阶段，事实上，人们会沉迷于“乙醚嬉戏”62 或吸入作为消遣性毒品的笑气63 ——他们现在又开始这样做了。64 此外，小剂量的麻醉剂氯胺酮也经常作为消遣性毒品使用。65
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通过比较大、小神经元集合可能的主观现象学特征，我们可以得出一个更具普遍性的原理。记住，抑郁患者报告的是他们在情感上“麻木”，与其说他们感到悲伤，倒不如说他们压根什么都感觉不到 。同样地，儿童、躁狂症患者、吸毒的人以及精神分裂症患者都体验着强烈的情绪，这些情绪既有积极的，也有消极的。根据这些线索，我们可以进行以下合乎逻辑的假设：第一，神经元集合范围越广阔，原始情绪就越少；第二，情绪因此必然是意识最基本的形式。我们只要想一下狗摇尾巴，或是婴儿咯咯地笑，就会发现第二个假设没什么好惊讶的。
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透过神经科学的透镜，我们现在可以将临床抑郁症解释为异常大的神经元集合（石头会很大），因为广泛而高度个性化的神经元连接将发挥作用。此外，过度激活的前额叶会增强这种遍布整个大脑的连接：不会有竞争者或其他来自外部世界的干扰，不会有其他的石头被强有力地投掷，事实上，感官感觉会被减弱——外部世界会变得单调而无法引起感情。神经元集合缓慢的转变将会不受阻地增长。唤醒水平会变得很低，因而胺类物质的水平也会变低，水潭会变得很浓稠，进而阻碍任何现存的竞争者。此外，正如不活跃和缺乏与外部世界的互动是抑郁的标志（投掷石头的力度小），抑郁可能是由于不活跃和缺乏接触造成的。
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在老年人中，抑郁和缺乏与外部世界的生理接触之间的关系特别明显。66 在一项以智力正常的老年人为被试的研究中，研究人员对比了在社区生活的老年人和在收容机构生活的老年人之间的认知功能差异，结果发现生活在社区的老年人在认知测验中的表现比生活在收容机构的老年人更好。67 测试不同类型的生活方式对健康老年人的影响的一种方法，是看他们的生活方式和“认知储备”之间的关系。认知储备这一概念的定义，是随着年龄的增加，大脑能够创造和使用概念网络的程度。越多参与智力活动和社会活动，就越不容易产生认知损害，这并不奇怪，它证明了“用进废退”的魔咒。一种精神活跃的生活方式可以通过增加脑细胞间突触的密度保护个体免于精神衰退，从而提高来自完整神经元的信号传导的效率。68
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人们已经证明，记忆力训练对老年人的大脑有好处。在一项研究中，研究人员对被试进行了为期八周的强化记忆训练，并在训练的前后对被试进行脑部扫描。69 他们发现，进行过记忆训练的这组被试的表现得到改善，大脑皮层的厚度也有所增加，从而进一步提供了非常可靠的证据，证明大脑的可塑性一直持续到老年。通过持续的适应性，越多的经验在大脑中留下了它们的记号，反映老年人智慧的“理解力”（从不同层面看待一件事情的能力）就越强。
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然而，现在想象一下我们在第二章中设想的那个场景：一个成熟的、精心设计的人类大脑，其中充满了神经连接，这些连接对从未有其他人经历过、将来也不会有人经历的独特体验做出过反应，而且它被这些独特的体验所激活、加强、塑造，这便形成了一个人独一无二的个体心智。接下来，想象一下那些高度个性化的连接正在被慢慢拆除，因为树枝（树突）枯萎了。那块本来要被扔进水潭中的石头被磨成了一块鹅卵石。个体将再次变得像孩子一样，他们不再具备成年人思维的制衡能力，不再能评估正在经历的体验，他们一生中仔细积累起来的对人和对物的那些高度个体化的意义也将不复存在。下面，我们将会看到阿尔茨海默病（一种痴呆症）患者那悲惨和不幸的症状，在这种疾病中，病人真正意义上“失去了心智”。
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四、痴呆
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你的岳母黛茜现在和你们住在一起，不幸的是她正处在痴呆的早期阶段。正如你所知道的，这些症状波及的范围及其破坏性都非常大。你可以将它们分成三大类，将记忆困难、学习新鲜事物的能力减弱以及理解和解决问题的能力受损列入认知症状中。黛茜开始记不清名字和地点，曾迷路走失过一两次。她偶尔会忘记自己把东西放在哪里，或是把东西放在一些奇怪的地方。她还表现出判断能力下降、缺乏危险意识，或着装不当，像是在大雨天不穿雨衣就出门。由于在词汇方面出现了问题，阅读、书写或是与他人对话这些活动对她来说越来越困难。有一次她把雨说成“许多水从天上掉下来”，因为她忘记了“雨”这个词；另一次她把房车说成“带轮子的房子”，因为她不能立刻说出“房车”这个词。
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还有情绪上 的症状，像是易怒和社交困难。患有阿尔茨海默病的人容易在小事上过于激动或表现得有些偏执，这令患者对其他人感到怀疑，并不恰当地指责他人做了坏事。他们表现出的另一个缺乏正常神经制衡功能的迹象是，他们会在谈话中表现得过于亲昵或是在性方面口无遮拦。痴呆患者常常对他人表现得不耐烦，例如当他们需要排队时就会这样。他们表达的情感可能脱离当时的环境，如毫无缘由的攻击性或是不合时宜的大笑或哭泣。最后，还有一些更明显的生理 症状，主要表现在难以完成普通的日常活动，像是做饭、洗衣、穿衣、收拾院落等。
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世界上每隔七秒钟就有一个人被诊断为痴呆。随着年龄的增长，这种疾病变得越来越普遍，只有2%的患者在六十五岁之前得到诊断。一经发现，症状最长可在五年内维持稳定，而患病者平均可以生存十年，这个时长取决于诊断时患者的年龄。目前英国有八十万患者遭受着阿尔茨海默病的折磨，到本世纪中叶，这一数字将上升至两百万。令人感到不幸的是，随着世界人口的增长，到2040年全世界将有八千万患者。痴呆不是衰老的自然结果，但它确实是一种发生于老年群体的疾病。70 一般来说，70%的痴呆明确是由阿尔茨海默病造成的，只有在尸检 时通过找到大脑中可以被染色的特定标记物才能对此加以证实。无论是由于阿尔茨海默病还是其他疾病（如额颞叶痴呆或是路易小体痴呆）造成的痴呆，这一疾病的关键特征是个性化神经连接的丧失，正如我们之前提到的，正是这些神经连接使每个人成为独一无二的个体。
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如果你无法获得个性化神经元连接的制衡，如果你周围的物体和人都不再具有意义，那么逐渐地，你将只能从表面上看待这个世界。你又回到了婴儿时那种“轰鸣、嘈杂的混乱世界”中。有时，当你在度假地的宾馆中醒来时，在你的“心智”（你对世界的个性化认知）开始工作之前，你需要花更长的时间来意识到你在哪里，以及你为什么会在这里。当你长大成人后，你能够将此时此地的意识融入到你那生活的叙事当中，并将你那独一无二的生活故事视为理所当然，但痴呆患者却没这么幸运。他们的意识将永远只能是一个小的神经元集合，而且注定会越变越小。事实上，黛茜似乎正在发展一种更加反应性的、像孩子一样的、当下性的精神状态。
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如果痴呆患者的意识状态可以用一种更小的神经元集合来描绘，那么我们该如何解释当前的治疗方法在稳定患者神经元集合大小方面所发挥的作用呢？目前所使用的药物安理申可以暂时帮助服药者中50%到60%的人持续受益六个月的时间。在最好的情况下，患者的症状可以切实得到改善，在最差的情况下，患者至少维持在同等水平。如果患者坚持药物治疗一年以上，便可以减缓记忆症状恶化的速度，同时可以改善人们完成日常活动的能力，如洗衣服、穿衣和做饭。
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安理申通过提高神经递质乙酰胆碱的可用性发挥作用，乙酰胆碱是促进神经元集合形成的重要神经递质中的一种。安理申在配体和受体（螺母和螺栓）的水平上阻断了一种通常破坏乙酰胆碱的酶，由于分泌乙酰胆碱的细胞消失了，该神经递质的分泌量也逐渐减少。因此，安理申通过延长这一珍贵的化学物质发挥作用的时间，来对抗其分泌量减少这一状况。但令人遗憾的是，这意味着其作用仅仅是暂时的，因为药物无法触及问题的核心。在理想的状况下，药物一开始便可以阻止释放乙酰胆碱的细胞死亡。
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但我们现在又有了一个重要的线索，在大脑的原始部分中形成中枢的细胞群，它们释放出的化学调节物质至关重要。脑细胞逐渐丧失这个无休止循环是阿尔茨海默病的特征，而为什么这并不是中枢神经系统的普遍特征，长久以来一直是个谜。71 只有特定的细胞群具有易感性，即中枢细胞在症状显现前的很长一段时间里就已经开始退化了。临床医生都熟知的一个有价值的见解是，阿尔茨海默病经常并发另一种以退行性病变为主的疾病——帕金森病。72 尽管阿尔茨海默病是一种认知损害，而帕金森病是一种运动功能障碍，尽管两种疾病都是某一类神经元死亡所产生的直接结果，但首先，在特征性且持续性的细胞死亡循环背后，两种疾病可能有着某种基本的、单一的共同机制。在阿尔茨海默病和帕金森病中都出现细胞消亡的中枢细胞，最初来自胚胎中一个特殊的部分，因此它们与其他所有的脑细胞相比，在本质上有着某些不同的特征。用这些特性解释为什么中枢细胞主要以及特别容易受到神经退行性病变的侵袭，这一思路很有吸引力。结果表明，中枢细胞本身就保持了从发展到成长再到成熟的机制。阿尔茨海默病和帕金森病背后的这些过程，可能因此成为一种被异常激活了的的发展形式。73
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那么，从神经元集合动力学的层面上讲，这一过程对大脑会有什么影响呢？如果这些关键细胞选择性地开始凋亡，那么对正常大小神经元集合起促进作用的胺类家族成员的释放将会越来越少。相应地，神经元集合会越来越小，最后慢慢地变回婴儿时的状态——这是痴呆症的一个悲剧性的特征。然而，区分痴呆患者大脑和处于发展状态的大脑的一个关键因素是：处于发展状态的婴儿大脑中产生的小神经元集合，是由于在“高级”脑区中不同的目标神经元网络的适度连接而产生的，其多巴胺分泌功能是正常的，甚至是过度的。相反，在退行性病变的大脑中，尽管之前存在的神经元连接可以暂时保持良好的状态，但神经递质的分泌是干涸的。显而易见的是，痴呆症状可能要在退化过程开始十到二十年后才会出现。换句话说，儿童神经元集合较小是因为石头较小，而痴呆患者神经元集合较小是因为涟漪很难扩散。
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