文/Wen-Jing Lin (UCL)

不知道大家會不會常常覺得壓力很大呢?不管是工作上、課業、經濟方面、人際關係的壓力,長期下來,可是會對健康產生很多負面影響。其中一項,就是記憶力衰退。海馬迴是大腦中對於空間與情節記憶非常重要的區域。動物實驗發現,長期處於高度壓力的狀態下,會導致腦中海馬迴體積萎縮,進而影響這些能力。

海馬體在大腦中很深的地方。 Henry Gray, 1918,  Anatomy of the Human Body
海馬體在大腦中很深的地方。
Henry Gray, 1918,  Anatomy of the Human Body

至於海馬迴為何會萎縮呢?不同研究觀察到不同的原因,包括神經元樹突萎縮、樹突脊數量減少、新生神經元數量降低、大腦衍生神經滋養因子(BDNF)減少等等,最終導致對學習、記憶極為關鍵的長期增益效應(LTP)受影響,因而使得記憶受損。

那麼所謂長期處於高度壓力狀態的「長期」是指多久呢?另外,海馬迴開始萎縮和記憶力開始衰退是同時出現的嗎?

2016年的一個實驗1,試圖從大鼠身上找到這些問題的解答。實驗持續了13天,壓力組的成年大鼠會在第1~10日每天被限制不能活動兩小時;無壓力組則沒有承受任何限制。所有大鼠在這之間都會接受三次磁振造影(MRI)掃描,以得知牠們的海馬迴體積,另外也會測試空間記憶能力。正如預期,壓力組大鼠的空間記憶能力在第11天時,明顯地比無壓力組大鼠差,但這個差異在第7天之前尚未出現。可是,壓力組大鼠的海馬迴體積從第3天開始就明顯地萎縮了!

實驗中,壓力源持續了10天,自第11天之後便停止,但壓力大鼠的空間記憶能力在第13天時還是比無壓力組差。不意外的,第11天時的海馬迴體積和第13天的空間記憶能力呈正相關。值得注意的是,第3天的海馬迴體積也跟第13天的空間記憶能力呈正相關。

換句話說,雖然行為的改變要很多天之後才能顯現,但大鼠身上只要連續三天的壓力就足以讓海馬迴出現萎縮跡象,而且第三天時的萎縮程度就已經可以預測以後的空間記憶能力。

至於這個從齧齒類動物實驗得到的結果能不能完全套用到人類身上呢?臨床上,確實已經觀察到某些長期處於壓力下的族群有海馬迴比較小的情形,例如創傷後壓力症候群患者。但是目前仍然缺乏直接實驗證據可以說明,他們的海馬迴比較小是因為長期壓力所致;或者另一種解釋是,天生海馬迴比較小的人可能比較容易罹患這類疾病,所以這群病患的海馬迴比較小並非壓力所致。

事實上,今年的另一個實驗便支持第二種解釋2。該實驗的對象是人類,資料則來自於一個大型的長期追蹤實驗。根據參與者在2008-2010年間(T1)所填的主觀壓力問卷,研究者將他們分成高壓力組和低壓力組。五年後(T2)再度填表時,高壓力組在壓力問卷的得分仍然高於低壓力組的得分。不論在T1或T2,高壓力組的海馬迴體積都比低壓力組小。但重點是,T1時兩組的體積差異和T2時兩組的體積差異是一樣的!

研究者認為,如果長期壓力真的會使海馬迴體積縮小,那麼T1時兩組的體積就已經有差別,而高壓力組在T1與T2間又過了痛苦的五年,兩組的體積差異應該要變得更大才對啊,但卻沒有。研究者因此而推論,高壓力組海馬迴體積較小不是果,而是因。也就是說,高壓力組的海馬迴比較小不是因為壓力大造成的,而是因為他們天生體積就比較小,而且對壓力比較敏感。

所以,結論是什麼?

很可惜,目前還沒有辦法肯定地告訴大家,長期壓力究竟會不會導致人類的海馬迴萎縮,因為僅憑一個實驗的結果,是沒有辦法用來下結論的。就像人類所有已知的知識,都不是從單一實驗的結果推論而來,總是經過反覆驗證之後才能得出結論。

如果大家有興趣想知道,我們究竟哪天可以名正言順地把自己記性變差這件事怪罪到壓力身上,就請耐心等待更新的研究結果出爐吧。

參考文獻

  1. Rahman, M. M., Callaghan, C. K., Kerskens, C. M., Chattarji, S. & O’Mara, S. M. Early hippocampal volume loss as a marker of eventual memory deficits caused by repeated stress. Sci. Rep. 6, 29127 (2016).
  2. Lindgren, L., Bergdahl, J. & Nyberg, L. Longitudinal Evidence for Smaller Hippocampus Volume as a Vulnerability Factor for Perceived Stress. Cereb. Cortex N. Y. N 1991 26, 3527–3533 (2016).

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