陳力 羅強(qiáng) 孫桂芹
人類表型組(human phenomics)研究,是由我國(guó)復(fù)旦大學(xué)、美國(guó)系統(tǒng)生物學(xué)研究所及澳大利亞莫道克大學(xué)國(guó)家表型組學(xué)中心的科學(xué)家們共同發(fā)起的一項(xiàng)國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃[1-4]。它的實(shí)施將使基因、表型和環(huán)境的研究形成閉環(huán),成為繼基因和環(huán)境研究之后又一科學(xué)戰(zhàn)略制高點(diǎn)和原始創(chuàng)新源,將深刻地改變生命科學(xué)領(lǐng)域的科研面貌,引領(lǐng)生命科學(xué)的范式變革。近日,國(guó)際人類表型組協(xié)作組第三次理事會(huì)宣布,由中國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)、采集、分析后形成的首張人類表型組“導(dǎo)航圖”已繪制成功[5]。
人類表型組研究為未來(lái)的醫(yī)學(xué)研究打開了一個(gè)新窗口。以病理、影像、檢測(cè)、診斷、用藥等數(shù)據(jù)為主體的“疾病表型組”的研究,將促成傳統(tǒng)臨床信息和新一代組學(xué)研究信息的融合,并為疾病的預(yù)防、診斷、治療和預(yù)后,提供新的更有效的解決方案[6-7]。心理表型組的研究就是在這個(gè)大背景下產(chǎn)生的。
為什么要開展心理表型組的研究?因?yàn)椴粩嗤卣谷祟悓?duì)健康和疾病的認(rèn)知維度,是醫(yī)學(xué)的初衷,也是未來(lái)醫(yī)學(xué)的發(fā)展方向。《黃帝內(nèi)經(jīng)》中引用的扁鵲之言,定下了“上醫(yī)治未病,中醫(yī)治欲病,下醫(yī)治已病”的理念。西方醫(yī)學(xué)實(shí)踐的定位是:有時(shí)治愈,經(jīng)常緩解,總是安慰(To cure sometimes, to relieve often and to comfort always)。所以,古今中外幾千年的醫(yī)學(xué)實(shí)踐表明,心理因素是重要的致病因子,也是重要的治療手段。對(duì)遺傳病的認(rèn)識(shí)及對(duì)癌癥的早篩、早診、早干預(yù),都可看作是治未病和欲病的具體實(shí)踐。
心理表型組是一個(gè)正在被定義中的新概念:心理表型組是個(gè)體所感知、經(jīng)歷并展示的所有心理活動(dòng)的總集。心理表型組由心理、心理組(psychomics)、心理表型(psychophenotype)三大部分共同支撐。如果說(shuō)基因與表型是生命科學(xué)的大腦和心臟,基因組和表型組就是貫穿其中的“任督二脈”。心理是過(guò)程也是結(jié)果:過(guò)程是發(fā)生在白天和黑夜里的認(rèn)知;結(jié)果是潛意識(shí)和意識(shí)。心理表型是過(guò)程與結(jié)果結(jié)合后,通過(guò)感官、感覺、感知表現(xiàn)出的具象,它是大眾的心理和認(rèn)知。
研究?jī)?nèi)容
心理表型組主要是對(duì)人的心理與行為進(jìn)行觀測(cè),旨在準(zhǔn)確刻畫心理與行為,從而為心理與行為的規(guī)律研究及其預(yù)測(cè)與調(diào)控,提供數(shù)據(jù)支持。1879年,德國(guó)萊比錫大學(xué)馮特(W. Wundt)創(chuàng)立了世界上第一個(gè)心理學(xué)實(shí)驗(yàn)室,開始用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的范式,通過(guò)收集和分析數(shù)據(jù)來(lái)研究心理和行為,他因此被公認(rèn)為實(shí)驗(yàn)心理學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)創(chuàng)始人。人的心理活動(dòng)主要包括感覺、情感、意志、知覺和思維等,它們由復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)所產(chǎn)生。心理活動(dòng)的不同結(jié)果決定人對(duì)外界刺激做出不同反應(yīng),也就是我們可以觀測(cè)到的行為。當(dāng)神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí),心理活動(dòng)受到干擾,并可能進(jìn)一步導(dǎo)致行為異常,嚴(yán)重時(shí)甚至可出現(xiàn)精神疾病臨床癥狀。心理表型組的載體是生物個(gè)體,它構(gòu)成了該個(gè)體所展示出來(lái)的精神世界,這是一個(gè)集環(huán)境、行為、感知和信息于一體的復(fù)雜系統(tǒng)。通過(guò)收集心理表型組的構(gòu)成元素,建立一個(gè)心理表型庫(kù),再根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景的特殊需要,基于心理表型庫(kù)建立相對(duì)客觀的跟蹤及判斷指標(biāo)。
(1)心理空間(psycholand或psychoexpression)。它是個(gè)體的客觀心理構(gòu)造及表達(dá)。心理構(gòu)造是由不同的心理元件組裝而成的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu),是心理內(nèi)觀結(jié)構(gòu)化的外顯,也就是心理表達(dá)(psychoexpression)。心理空間有四個(gè)層次:感覺(sensing)、感知(cognition)、感受(perception)和靈感(innovation and inspiration)。每一層都有不同維度。感覺層至少有五個(gè)維度:視覺、嗅覺、味覺、觸覺和聽覺。感知層有五個(gè)維度:文字、圖像、聲音、數(shù)字和邏輯。感受是對(duì)情緒和感情的感知和表達(dá),感受層的維度有組合、意向、表達(dá)、修正和再表達(dá)。靈感是一種創(chuàng)造,不受已存在的感知和感受的限制。
(2)心理元件(psychoelements)。它是構(gòu)成心理空間的基本組件。形式上可以有文字,比如某個(gè)字的使用頻度、圖形、音頻、色彩、體態(tài)、行為等。文字是適應(yīng)性元件(adaptive psychoelements),其他的是原始性心理元件(innate psychoelements)。人的基本感情可以用不同的元件展示。心理元件就好像是樂(lè)高(LEGO)玩具中不能拆分的最小構(gòu)件:有不同的形、色和接口。玩樂(lè)高時(shí),即使選同樣的基本元件,不同的人也很可能搭出完全不同的造型。
有趣的是,我們?cè)谂笥讶χ凶隽艘淮握{(diào)查:看到樂(lè)高,你想到了什么?有一個(gè)回答是:Lets go, my ego.(L+ego)。 意思是“放飛自我”。從這個(gè)解釋看,借樂(lè)高比喻心理元件,還真有些道理!
(3)心理表型庫(kù)。心理表型組研究的第一步就是構(gòu)建心理表型庫(kù)。這個(gè)過(guò)程就是對(duì)基本心理元件進(jìn)行定義和分類,建立這個(gè)庫(kù)可以幫助搭建多層次、多維度、實(shí)時(shí)化的心理空間。
主要研究方法
開展心理表型組的研究,可以借助傳統(tǒng)中醫(yī)的望、聞、問(wèn)、切四診體系,也可使用心理學(xué)的評(píng)估手段,以及新一代的影像和數(shù)字化分析技術(shù)。
常用的心理評(píng)估手段包括自我報(bào)告、檔案收集、觀察法、晤談法、心理測(cè)驗(yàn)等。以心理衛(wèi)生評(píng)定量表為例,常見的量表包括綜合評(píng)定量表、生活質(zhì)量和幸福度評(píng)定量表、家庭功能與家庭關(guān)系評(píng)定量表、人際關(guān)系與人際態(tài)度評(píng)定量表,以及抑郁、焦慮、孤獨(dú)等評(píng)定量表,自尊與自信評(píng)定量表、心理控制源評(píng)定量表、煙草與酒精依賴的評(píng)定、應(yīng)答偏差的測(cè)評(píng)等。根據(jù)不同研究的需要,同一心理對(duì)象可以選用多種評(píng)定量表。例如對(duì)于抑郁的評(píng)定,有漢密爾頓抑郁量表、抑郁癥狀量表、抑郁狀態(tài)問(wèn)卷、修訂抑郁評(píng)定量表、抑郁臨床檢查表、癥狀和潛在自殺指數(shù)問(wèn)卷等他評(píng)量表,也有抑郁自評(píng)量表、流調(diào)用抑郁量表、貝克抑郁量表等自評(píng)量表。
認(rèn)知測(cè)驗(yàn)是一類評(píng)估認(rèn)知功能的工具。例如廣泛使用的韋氏智力量表,包括言語(yǔ)和操作兩大類,覆蓋知識(shí)、領(lǐng)悟、算術(shù)、相似性、數(shù)字廣度、詞匯、數(shù)字符號(hào)、圖畫填充、木塊圖、圖片排列、圖形拼湊等分測(cè)驗(yàn)。近年來(lái),計(jì)算機(jī)化的認(rèn)知評(píng)估工具在不斷發(fā)展,較成熟的有霍爾斯特德—瑞坦神經(jīng)心理成套測(cè)驗(yàn)、Luria-Nebasrka神經(jīng)心理成套測(cè)驗(yàn)、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院工具箱(NIHtoolbox),以及劍橋成套計(jì)算機(jī)認(rèn)知功能測(cè)驗(yàn)軟件等。
新興的心理測(cè)量正在向數(shù)字化方向發(fā)展,對(duì)心理和行為進(jìn)行被動(dòng)和持續(xù)的測(cè)量[8]。通過(guò)可穿戴式設(shè)備、傳感器、攝像頭、手機(jī)、平板、電腦、網(wǎng)絡(luò)等手段對(duì)腦電、步態(tài)、表情、心跳、虛擬空間行為、人機(jī)交互等進(jìn)行測(cè)量,結(jié)合先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等智能算法,從海量的測(cè)量數(shù)據(jù)中推斷人的心理狀態(tài)。美國(guó)一家健康公司,通過(guò)對(duì)手機(jī)和電腦等通信工具的使用模式,對(duì)持有人進(jìn)行監(jiān)測(cè),在不知曉具體通信內(nèi)容的情況下,通過(guò)記錄下的電話接聽和呼叫頻次、通話時(shí)長(zhǎng)、鍵盤敲擊速率和節(jié)奏等幾千個(gè)測(cè)量指標(biāo)參數(shù),運(yùn)用深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的分析,推斷使用者的認(rèn)知功能和精神癥狀。最近,由英國(guó)牛津大學(xué)開展的一項(xiàng)研究結(jié)果顯示,被試者打電話或者發(fā)短信的頻次越高,其躁狂癥狀越強(qiáng);接電話的平均時(shí)間越長(zhǎng),其抑郁癥狀越強(qiáng)。
研究目的
心理表型組研究的目的是幫助我們梳理并調(diào)整心理空間。每個(gè)人都會(huì)形成自己獨(dú)立而特有的心理空間。不同個(gè)體的心理空間,會(huì)形成一個(gè)大眾心理空間。與大眾心理空間相比,個(gè)體心理空間有其特點(diǎn),例如某些基本元件的高頻使用或缺失、構(gòu)造上的不可塑性、不穩(wěn)定性及非開放性等。
需要說(shuō)明的是,開展心理組學(xué)和心理表型組的研究,探索心理元件及心理空間的目的,不是為了劃分個(gè)體的正常和異常,而是為了對(duì)個(gè)體進(jìn)行有針對(duì)性的適度干預(yù)。希望心理空間的描述和分析可以成為一種新的醫(yī)患間溝通的橋梁,幫助人們解決在現(xiàn)實(shí)生活中遇到的心理問(wèn)題。例如,針對(duì)患者面對(duì)疾病時(shí)的無(wú)助和焦慮,通過(guò)構(gòu)建心理表型庫(kù)可以幫助醫(yī)生更好地感知和控制患者的焦慮,降低患者及其家屬在面對(duì)重大疾病時(shí)的焦慮感,是未來(lái)醫(yī)學(xué)的重大挑戰(zhàn)之一。
中國(guó)對(duì)人類心理的研究,淵源已久且見解獨(dú)到。美國(guó)心理學(xué)會(huì)前任主席墨菲(G. Murphy)曾說(shuō)過(guò):“世界心理學(xué)的第一個(gè)故鄉(xiāng)是中國(guó)”。中醫(yī)藥學(xué)將疾病診治體系建立在“四診”之上,即望、聞、問(wèn)、切;四診合參,四種方法并重使用,這對(duì)于全面了解病情、識(shí)別癥候真?zhèn)斡兄匾饔谩?/p>
《黃帝內(nèi)經(jīng)》云:“得神者昌,失神者亡”。其所謂的“神”,廣義是指人體生命活動(dòng)的外在表現(xiàn),狹義是指人的精神意識(shí),存在“意志主導(dǎo)性”。軀體性疾病可能受到心理性病因的調(diào)節(jié),心理性病因又會(huì)通過(guò)神態(tài)、動(dòng)作、語(yǔ)言等映射出來(lái),分析這些映射有助于了解心理與疾病的關(guān)聯(lián),加強(qiáng)心理診斷、心理治療的可靠性。中醫(yī)師通過(guò)四診合參,系統(tǒng)地結(jié)合患者的外在癥候表現(xiàn)與精神心理,講究“心身合一,互為影響”的整體觀。
對(duì)于望聞問(wèn)切,我們的理解是:
望,望而觀,觀見形形色色,觀而有察,觀察者圖也;
聞,聞而聽,聽到點(diǎn)點(diǎn)滴滴,聽而有說(shuō),聽說(shuō)者聲也;
問(wèn),問(wèn)而題,題出方方面面,題而有答,題答者字也;
切,切而檢,檢分世世時(shí)時(shí),檢而有診,診斷者藥也。
基于中醫(yī)特有的心理學(xué)理論和規(guī)律,中醫(yī)擅長(zhǎng)治療心身疾病。心身疾病是一組發(fā)生發(fā)展與心理社會(huì)因素密切相關(guān),但以軀體癥狀表現(xiàn)為主的疾病。1985年,在成都召開的首屆中醫(yī)心理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議,提出了一門新學(xué)科——中醫(yī)心理學(xué)。中醫(yī)在心理研究中有很大優(yōu)勢(shì),中醫(yī)心理學(xué)是以中醫(yī)理論為指導(dǎo),研究人類心理活動(dòng),并指導(dǎo)臨床實(shí)踐的學(xué)科。傳統(tǒng)中醫(yī)藥與現(xiàn)代臨床心理技術(shù)相結(jié)合,能幫助解決現(xiàn)實(shí)生活中的心理問(wèn)題,緩解患者焦慮,促進(jìn)醫(yī)患溝通。
上海中醫(yī)藥大學(xué)何裕民教授是國(guó)內(nèi)心身醫(yī)學(xué)權(quán)威,他主編的《中醫(yī)心理學(xué)》系統(tǒng)梳理了我國(guó)傳統(tǒng)心理學(xué)的發(fā)展歷程,搭建了中醫(yī)心理學(xué)的理論結(jié)構(gòu)框架,可以幫助我們更好地理解應(yīng)用中醫(yī)心理的相關(guān)概念[9-10]。
借助現(xiàn)代智能及數(shù)字化技術(shù),以望聞問(wèn)切為主體的觀察手段與心理表型組的研究正在融合之中。我國(guó)自主研發(fā)的“四診合參儀”已用于火星模擬飛行中,可以觀察極限條件下宇航員的心理及生理變化。對(duì)面象、舌象、聲音、交流及脈診包括心理醫(yī)生在內(nèi)的醫(yī)務(wù)人員,可以全面把握宇航員的心理過(guò)程和需求,提出具有針對(duì)性的健康處方,為航天員的太空生活保駕護(hù)航。
大腦是心理活動(dòng)的主要器官,心理是大腦對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的主觀反應(yīng),意識(shí)是心理發(fā)展的最高層次?,F(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)心理的研究離不開對(duì)大腦的研究,目前對(duì)心理問(wèn)題的診斷方法主要通過(guò)心理量表、認(rèn)知測(cè)試,結(jié)合腦電波、腦核磁共振成像等技術(shù),對(duì)腦內(nèi)結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行研究,將人類復(fù)雜多變的心理狀態(tài)定量化、可視化。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對(duì)心理表型組的探究,主要依靠對(duì)客觀數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算和精確的分析,但很多時(shí)候的心理狀態(tài)都是我們的主觀意識(shí),且不斷變化著,準(zhǔn)確定義人們真實(shí)的心理,對(duì)心理進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的有效監(jiān)測(cè)是需要進(jìn)一步考慮的問(wèn)題,它將為心理表型庫(kù)的構(gòu)建打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2018年“人類表型組計(jì)劃”的實(shí)施,為系統(tǒng)解析表型組與基因組的關(guān)聯(lián),發(fā)現(xiàn)人類健康和疾病等表型特征形成的內(nèi)在規(guī)律和生物標(biāo)志物提供了方向。上海市市級(jí)重大專項(xiàng)“國(guó)際人類表型組計(jì)劃(一期)”依托張江復(fù)旦國(guó)際創(chuàng)新中心建成的世界首個(gè)跨尺度、多維度人類表型精密測(cè)量平臺(tái)和自主研發(fā)的全過(guò)程、自動(dòng)化表型組大數(shù)據(jù)平臺(tái),從2020年起開展“上海自然人群健康表型核心隊(duì)列研究”[5]。將心理表型加入到人類表型組計(jì)劃中,如可從基因角度,使用全基因組關(guān)聯(lián)分析對(duì)心理表型進(jìn)行分析,并結(jié)合一系列精密的測(cè)量技術(shù),尋找特定基因與特定心理表型之間的聯(lián)系,將基因型與表型進(jìn)行群體水平的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,將有助于了解心理表型與基因之間的關(guān)系。
國(guó)內(nèi)資料顯示,在綜合性醫(yī)院的初診患者中,有近1/3的患者所患的是與心理因素密切相關(guān)的軀體疾病。而非精神科醫(yī)生很少關(guān)注這些患者的心理因素,也很少把這些他們認(rèn)為是內(nèi)科的疾病看成與精神科相關(guān),因此,患者往往接受的是軀體治療,心理社會(huì)因素方面很少受到關(guān)注。可見深入開展心理表型組的研究,將有助于對(duì)疾病及時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)和干預(yù),并開展個(gè)體化的精準(zhǔn)治療,這將在極大程度上幫助患者的診斷治療及預(yù)后,推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展。
心理表型組的應(yīng)用之一,是不同腦區(qū)的心理定位。例如,美國(guó)的研究者發(fā)現(xiàn),雖然老年人在看到小朋友時(shí)都會(huì)露出慈祥的笑臉,但是親姥姥在看孫輩時(shí)特定腦區(qū)會(huì)被激活[11]。
心理表型的另一個(gè)檢測(cè)點(diǎn),是活動(dòng)頻度及詞語(yǔ)使用頻度的變化。在沒有生理及物理變化的條件下,一個(gè)平時(shí)走5000步的人,突然只走了不到1000步,這可能就是心理變化的一個(gè)指標(biāo)。一個(gè)人使用浪漫性詞匯的頻度提高,可能就是他戀愛了的信號(hào)。
心理表型組在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用場(chǎng)景就是傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的望、聞、問(wèn)、切,它們將與現(xiàn)代圖像、聲頻、語(yǔ)義分析有完美的結(jié)合。引用一句伽利略的名言“測(cè)量一切可測(cè)之物,并把不可測(cè)的變?yōu)榭蓽y(cè)”,它即是心理表型組未來(lái)的努力方向。
人的心理和精神世界是一個(gè)多維度動(dòng)態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng),與我們的學(xué)習(xí)生活息息相關(guān)。心理表型組的研究,為我們提供了一個(gè)記錄和描繪精神世界的新窗口。相信在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)、未來(lái)醫(yī)學(xué),以及現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的共同支撐和推動(dòng)下,心理表型組的研究將成為疾病表型組的一個(gè)重要組成部分。
[1]Jin L. Welcome to the Phenomics Journal. Phenomics,2021, 1(1): 1-2.
[2]Mahner M, Kary M. What exactly are genomes, genotypes and phenotypes? And what about phenomes? J Theor Biol, 1997, 186(1): 55-63.
[3]Freimer N, Sabatti C. The human phenome project. Nat Genet, 2003, 34(1): 15-21.
[4]Curcin V. Why does human phenomics matter today? Learn Health Syst, 2020, 4(4): e10249.
[5]姜澎. 上??茖W(xué)家團(tuán)隊(duì)初步繪就全球首張人類表型組導(dǎo)航圖,科學(xué)家就表型數(shù)據(jù)共享原則達(dá)成共識(shí), 2021, http://wenhui.whb.cn/zhuzhanapp/xue/20211119/435166. html?timestamp=1637376813695
[6]Kafkas ?, Althubaiti S, Gkoutos G V, et al. Linking common human diseases to their phenotypes; development of a resource for human phenomics. J Biomed Semantics. 2021, 12(1): 17.
[7]Gillett G, McGowan N M, Palmius N, et al. Digital communication biomarkers of mood and diagnosis in borderline personality disorder, bipolar disorder, and healthy control populations. Front Psychiatry. 2021, 12: 610457.
[8]Oti M, Huynen M A, Brunner H G. Phenome connections. Trends Genet. 2008, 24(3): 103-106.
[9]王米渠. 中醫(yī)心理學(xué). 天津: 天津科學(xué)技術(shù)出版社, 1985.
[10]何裕民. 中醫(yī)心理學(xué)//《中華醫(yī)學(xué)百科全書》編委會(huì).中華醫(yī)學(xué)百科全書. 北京:中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社, 2021.
[11]Rilling J K, Gonzalez A, Lee M. The neural correlates of grandmaternal caregiving. Proc Biol Sci. 2021, 288(1963): 20211997.
關(guān)鍵詞:表型組 人類表型組計(jì)劃 心理 心理組學(xué) 心理表型組 ■