导读:认知促进药物是一类可以增强和改善认知能力的药物。该类药物目前除应用于改善疾病导致的认知损害( 如阿尔茨海默病、儿童注意力缺陷多动障碍症及睡眠障碍性疾病等) 之外,部分健康成年人因职业需要( 如战争状态的军人、夜班工作者等) 对该类药物的需求也日趋增加。
一、认知促进药物的概括
认知能力是指人脑接受、加工、储存、提取及应用信息的能力,是多种能力及技能的组合,包括观察、知觉、记忆、思维、想象及注意力等。
在信息爆炸,生活节奏越来越快,工作和学习压力也越来越大的今天,良好的认知能力已成为个体适应社会需求的重要条件之一; 此外,伴随社会相继进入老龄化,生理性认知能力下降也给个人、家庭和社会带来了沉重的负担。
因此,如何改善乃至提升认知能力已经成为一种重要而普遍的社会需求。认知促进( neuroenhancement) 是指通过服用一类可以改善和增强脑认知功能的药物来提高人的认知能力。可以促进认知功能的药物也就是俗称的所谓聪明药( smart drug) 。该类药物经美国FDA 批准的标注适应证通常是临床上各种认知受损的疾患,如注意力缺陷多动障碍( ADHD) 综合征、阿尔茨海默病、帕金森病、发作性睡眠症及自发性睡眠过度等。而近十余年来,在欧美等国,越来越多的本身并无任何相关精神疾患的正常人,正尝试通过服用认知促进药物来改善脑认知功能。在这些正常人群中,既包括需要执行军事作战任务的人员【1】,也包括需要完成繁重课业的在校大学生及各行各业需要上夜班的人士,如航班的乘务人员、护士等等。据报道,美国高中及大学校园内通过黑市购买和服用认知促进药物的学生比例高达5%~15%【2】。
二、正常人是否可以使用促认知药物的大讨论
在过去的几年间,Science和Nature曾就此分别发表述评【2,3】,Nature 还专门对此进行了双方辩论【4~6】。Science和Nature是当今世界最出名的自然科学杂志,能在这上面发布一篇文章,都是引以为傲的事。
反对者认为靠药物提升脑力属于一种欺骗行为,是反自然的;
而支持者则认为社会面对着日益增强的促进脑认知功能的需要,对于该领域的研究应该持开放和积极的态度,增强脑认知能力在不违反竞赛规则的前提下不应该属于欺骗,而认为增强脑是反自然的更不值一驳,因为电脑的使用已经大大增强了人的脑力,但没有人认为不该使用反自然的电脑。使服用认知药物促进脑认知能力就像教育、营养及喝浓咖啡醒脑提神那样合情合理。
目前已有众多小规模的认知促进药物的临床观察试验在健康成人自愿者身上完成,在这些实验设计中,主要观察的指标包括: 觉醒( wakefulness) 、注意力( attention) 、记忆( memory) 、心境( 心情,mood)及执行功能( executive functions) 。
三、已经用于临床的认知促进药物
1.哌甲酯(利他灵,methylphenidate)
哌甲酯在临床上主要用于治疗儿童注意力不足多动症,其作用机制是增加多巴胺浓度。试验常用剂量为10~30 mg,常见的副作用包括口干、头痛等轻微的不良反应,个别人可以有心动过速。该制剂在长期使用时可以很快产生耐受,但是安全性比较高,据报道,当健康人极限摄入量高达1700 mg时,没有发现无明显毒副作用[7]。
德国学者Repantis 等[7]对46篇研究哌甲酯对健康成年人认知功能影响的论文进行了总结分析,评估了哌甲酯对心境、注意力、记忆及执行功能的影响。结果显示哌甲酯以20 mg剂量(相当于0.25~0.3mg /kg 体质量) 单次给药,具有明显的记忆增强效果。此外哌甲酯还具有减轻疲劳、减少瞌睡及心情愉悦的效果。
而在睡眠剥夺24 h的状况下,单次服用哌甲酯并未显示认知增强效果。在持续睡眠剥夺达60 h的试验中,重复给予哌甲酯未能明显改善困倦,而在较短时间的睡眠剥夺试验中,哌甲酯也仅显示出主观的兴奋效应和中等强度的注意力增强。
哌甲酯对执行功能的影响可以大致分为执行功能的增强及执行功能的维持。执行功能的增强是指在个人最大潜能范围内提升其执行功能,而执行功能的维持是指改善因睡眠剥夺或生物节奏紊乱带来的执行功能的下降。在前期大量的试验中,人们发现哌甲酯对于增强执行功能至多仅具有中等效果,在睡眠剥夺或持续军事作业期间给予低剂量( 5~15 mg /70 kg 体质量) 哌甲酯则可提升个体的警觉度,维持其执行功能[7]。
2.莫达非尼( modafinil)
自1999年美国FDA批准莫达非尼上市用于治疗发作性睡眠病以来, 10 余年里莫达非尼除广泛地应用于治疗多种睡眠障碍性疾病之外,还在多项临床试验中显示出其在治疗缓解疲劳、可卡因成瘾、注意力缺陷疾病、抑郁、季节性情感障碍 、双极性抑郁症( bipolar depression) 、尼古丁成瘾及精神分裂症上的效应[8]。
Repantis 等[7]对45 篇研究莫达非尼对健康成年人认知功能影响的论文进行了总结,结果显示,在非睡眠剥夺的状态下,单次服用莫达非尼可显著提升注意力和警觉,而对心境、记忆、动机等则没有明显影响。重复服用莫达非尼可影响心境,既具有提升情绪的作用,但也可以产生轻度焦虑。在睡眠剥夺的状态下,莫达非尼显示了显著而持续的增强执行功能的功效,且在不同时间测试点,莫达非尼均可以明显促进记忆和觉醒,而对于心境、注意力、动机等几乎无影响。在睡眠剥夺期间莫达非尼重复给药的试验中,其对觉醒的影响依然明显,但对于注意力及执行功能的影响差异并不显著。
值得注意的是,在现有的数百篇有关正常人服用莫达非尼的文献报道中,有相当比例的文献未提及服用后的不良反应。这可能与很多试验是采用单次服用有关,但总体而言该药物的耐受性良好,不良反应较少,且多为轻度不适。如头痛、头晕、胃肠不适、排尿增加、心动过速、心悸、紧张、烦躁不安及非睡眠剥夺的服用者产生失眠等,仅有极个别个体因不能耐受而退出试验[7]。
3.多奈哌齐( donepezil)
胆碱能系统涉及了认知功能的几个重要方面,包括注意力、学习和记忆。多奈哌齐属于乙酰胆碱酯酶抑制剂,可以增加体内乙酰胆碱的浓度,被广泛地应用于轻-中度老年痴呆症的临床治疗,其对正常人认知功能的影响试验报道不多。在一项以平均年龄52岁的飞行员为研究对象的试验研究中,每日服用5 mg多奈哌齐,连服30天的12名试验组飞行员,在系列的含高难度的飞行训练中,训练成绩维系稳定,而服用安慰剂组则显示成绩下降[9],提示多奈哌齐具有一定的维持执行功能的效果。
已有多篇报道证实多奈哌齐对记忆也有较肯定的增强作用,一项以平均年龄24岁男性医学生为研究对象的试验中,通过采用不同的神经心理系列试验测定多奈哌齐对注意力、视觉及词汇的短期记忆和工作记忆( working memory) 、视觉及词汇的情景记忆( episodic memory) 、语义记忆( semantic memory) 及执行功能等的影响,结果显示服用5 mg 多奈哌齐,除可使受试者心情愉悦外,还可选择性地改善情景记忆,对词汇的瞬时回忆及视觉的瞬时和延迟( 30 min) 回忆也有改善作用[10]。
多奈哌齐对睡眠剥夺状态下认知能力的促进作用与莫达非尼不同,其对主观困倦无影响,但可使视觉短期记忆、视觉注意力及词汇情景记忆能力的下降获得改善。对睡眠剥夺敏感,以至于严重影响认知作业能力的个体,多奈哌齐的作用更为明显[11,12]。也有其他一些相关研究证实多奈哌齐可以改善信息处理、愉悦心情、改善词汇的情景记忆、空间记忆及工作记忆[13]。
总结:促认知的药物还在不断研发中,如何研发更高效、更特异、更安全的药物用于认知功能的改善,特别是用于正常人的脑力增强是全球认知神经科学工作者面临的一项艰巨任务。至于健康人是否接受用药物改善自身认知,这是一个永远讨论不完的问题,权衡利弊,自我选择。
参考文献:
[1] Bower EA. Use of amphetamines in the military environment[J].Lancet, 2003, 362( Suppl) : S18 - S19.
[2]Kennedy D. Just treat,or enhance[J]?Science,2004,304(5667) :17 .
[3]Editorial. Enhancing,not cheating[J]. Nature,2007,450(7168) :320.
[4] Bostrom N. Drugs can be used to treat more than disease[J]. Nature,2008, 451( 7178) : 520.
[5] Greely H,Sahakian B,Harris J, et al. Towards responsible useof cognitive enhancing drugs by the healthy[J]. Nature,2008,456( 7223) : 702 - 705.
[6] Volkow ND,Swanson JM. The action of enhancers can lead to addiction[J]. Nature, 2008, 451( 7178) : 520.
[7]Repantis D,Schlattmann P,Laisneya O,et al. Modafinil and methylphenidatefor neuroenhancement in healthy individuals:a systematicreview[J]. Pharmacol Res,2010,62(3) :187 -206.
[8]Gerrard P,Malcolm R. Mechanisms of modafinil:a review of currentresearch[J]. Neuropsychiatr Dis Treat,2007,3(3) :349 -364.
[9]Yesavage JA,Mumenthaler MS,Taylor JL,et al. Donepezil andflight simulator performance:effects on retention of complex skills[J]. Neurology,2002,59(1) :123 - 125.
[10]Zaninotto AL,Bueno OF,Pradella-H