在床上与流感搏斗了几天后，你可能觉得自己有点迟钝。这是一种常见的感受，感觉生病拖慢了你的大脑。然而，乍一看，这似乎没有太大意义。首先，流感病毒感染的是呼吸道内膜，而不是我们大脑中的神经元。其次，大脑被一系列微观防御措施与身体其他部分隔离开来，这些措施统称为血脑屏障。它能阻挡大多数病毒和细菌，同时允许葡萄糖等必需分子通过。换句话说，身体的不适不应该影响我们的思考。
但在过去的十年里，弗吉尼亚大学医学院神经科学系的神经免疫学家Jonathan Kipnis发现了一种可能的联系，这是古老的身心连接观念的一种现代演绎。他的研究表明，免疫系统与大脑进行着一种错综复杂的对话，这种对话会影响我们的思维过程，促使我们的大脑以最佳状态工作。
Kipnis萌生免疫与智力之间联系的想法是在以色列魏茨曼科学研究所攻读博士学位期间。他的导师Michal Schwartz正在进行实验，以了解大脑在受伤后如何自我修复。她发现大脑依赖一种称为T细胞的免疫细胞，这种细胞通常会杀死受感染的细胞，或在对抗外来入侵者时领导其他免疫细胞。她的研究表明，T细胞还能发送信号激活大脑的常驻免疫细胞——小胶质细胞和血液中的巨噬细胞，指示它们保护受伤的神经元免受损伤释放的毒素的侵害。
Schwartz和其他研究人员发现，没有T细胞，大脑就无法很好地自我修复。Kipnis对这一发现感到着迷，因为他知道T细胞无法穿过血脑屏障。然而，它们显然能从远处显著影响大脑。他想知道T细胞是否对大脑的作用不仅仅是帮助伤口愈合。“我产生了那个疯狂的想法：如果我们的大脑健康功能需要T细胞呢？”Kipnis说。
“我从未见过如此愚蠢的老鼠”
为了检验这个想法，Kipnis在一组小鼠身上进行了实验。他饲养了两组动物，一组是正常的，另一组缺乏T细胞。除此之外，它们在基因上是相同的。然后，Kipnis将这些小鼠送给了他在内盖夫本-古里安大学的同事Hagit Cohen，以了解它们学习新技巧的能力。
Cohen让小鼠进行了一项称为莫里斯水迷宫的学习测试。她把它们放进一个水池里，它们开始疯狂地游泳。水面下藏着一个平台。如果小鼠能找到平台，它们就可以爬上去，停止绝望的游泳。经过几轮后，小鼠学会了平台隐藏的位置，并径直游向它。
在测试完动物后，Cohen——她并不知道Kipnis研究的细节——给她的同事打了个电话。“她说，‘你送给我的那几只老鼠简直是白痴。我从来没见过这么蠢的老鼠，’”Kipnis回忆道。那些小鼠找不到平台；它们也是没有T细胞的那一组。
Kipnis推断，如果他的那个疯狂的想法是对的，那么通过将T细胞重新注入，他应该能让那些“愚蠢”的老鼠变得更聪明。他将这些细胞注射到小鼠的血液中，并让细胞有时间增殖和扩散。然后，他和他的同事们再次测试了这些小鼠。随着T细胞的恢复，它们不再是“愚蠢”的了。它们的表现几乎和天生拥有正常免疫系统的老鼠一样好。
由于血脑屏障使得T细胞无法从内部影响大脑，Kipnis想知道它们是否通过尽可能靠近大脑来最大化它们的长距离影响。
人们早已知道，包裹着大脑的脑膜富含T细胞和其他免疫细胞。Kipnis和他的同事们想知道，如果小鼠身体其他部位都有正常的T细胞供应，但脑膜上没有，它们会有多聪明。于是，他向小鼠注射了一种化合物，阻止T细胞到达脑膜。当这些动物被放进水迷宫时，它们的表现也很差——正如Kipnis所预测的那样。
守护大脑
Kipnis目前正在研究大脑周围的T细胞究竟是如何使大脑正常工作的。一种强烈的可能性是：它们阻止了其他免疫系统意外地伤害大脑。
当我们学习新事物时，我们的神经元会拆除旧连接并建立新连接。在这个过程中，它们会释放出大量分子。对免疫系统来说，这些废物可能看起来像是感染或其他类型的麻烦，导致炎症和有害物质的释放，这些物质通常用来对抗病毒，但也会干扰大脑及其功能。
Kipnis认为，T细胞能够控制这一过程，区分疾病和普通压力，并在必要时通过释放拮抗分子来阻止其他免疫细胞进入，从而防止错误的炎症。
保护大脑免受炎症的T细胞也同样能让我们保持敏锐；而且，似乎存在一个反馈循环，学习本身就会增强这种效果。当小鼠学习新事物时，脑膜中的T细胞会产生高水平的白细胞介素4（IL-4）。IL-4是一种免疫系统信号，可以抑制炎症反应，并且根据Kipnis等人的研究，还能改善学习。事实上，缺乏IL-4基因的小鼠在进行水迷宫测试时表现不佳，可能是因为它们T细胞缺乏快速学习的关键信号。
Kipnis说，这一理论可以解释为什么我们在生病时会失去思维的敏锐度。当我们健康时，T细胞会阻止脑膜中的免疫细胞发炎。但当我们生病时，T细胞会放松警惕，让免疫系统攻击入侵的病原体。由此产生的炎症有助于清除入侵者，但也会削弱学习能力。Kipnis提出，当我们生病时，发动强大的免疫攻击比拥有敏锐的头脑更重要。“生活中的一切都有优先级，”他说。
Kipnis最近开始研究人们在开始失去T细胞时大脑会发生什么。例如，癌症患者在接受化疗时，常常会经历T细胞的流失。他认为，化疗以引起“化疗脑”——一种导致患者思维模糊不清的状态——而臭名昭著，这并非巧合。Kipnis认为，如果没有T细胞来控制炎症，脑膜中的免疫细胞就会将有害物质泵入大脑。
衰老也会剥夺我们的T细胞。胸腺，一个草莓大小的胸腺腺体，在我们年轻时会持续产生T细胞前体。但随着年龄的增长，它会萎缩，直到几乎看不见。Kipnis认为，随着T细胞数量的减少，老年人无法有效地抑制大脑周围的炎症——这可能是导致人们随着年龄增长而出现认知能力下降的原因之一。
在我们的学习和记忆能力方面，还有许多其他因素在起作用，但它们中的大多数都非常难以改变。例如，可能能够重塑大脑内部神经元并提高思维敏锐度的药物，通常体积太大，无法穿过血脑屏障。多巴胺，一种对神经元间信号传递至关重要的分子，也无法穿过这个屏障，这就是为什么用它的化学前体L-多巴来治疗帕金森病的原因。但免疫系统为改变我们的认知和治疗影响大脑的疾病提供了一种新的途径。
Kipnis和他的同事最近对缺乏T细胞的小鼠进行的一项实验预示着未来的脑-免疫医学可能如何运作。科学家们从T细胞供应枯竭的老年小鼠身上抽取血液，并分离出免疫细胞。他们在培养这些免疫细胞的瓶子里添加了IL-4。然后，科学家们将暴露于IL-4的细胞注射回小鼠体内。之后，这些小鼠的学习能力得到了改善——这大概是因为它们的大脑不再遭受炎症的困扰。
“今天我们真的无法进入大脑内部并修复事物。但是我们可以将免疫系统移出体外，也可以移回体内，我们可以对其进行几乎任何我们想做的操作，”Kipnis说。“我们可以靶向免疫系统，从而在大脑中获得益处。这可能是一种惊人的治疗工具。”
