生活在肠道中的微生物群，称为肠道微生物组，可能推动了人类大脑的巨大进化，一项新的研究表明。
“微生物组研究开始向我们展示肠道和大脑如何沟通以影响行为和整体福祉，”该研究的合著者、芝加哥西北大学生物人类学副教授凯瑟琳·阿莫托（Katherine Amato）说。“然而，这项研究进一步表明，肠道中发生的事情实际上是允许我们的大脑在进化时间内发展的基础，”她在接受《生活科学》采访时通过电子邮件表示。
该研究发现，人类肠道微生物将食物转化为大脑能量的效率更高。然而，阿莫托承认，这项研究是在小鼠身上进行的，需要进行多次推断才能推测数百万年前，当我们的大脑正在进化时的情况。
多年来，大量研究表明肠道微生物组如何影响人类健康和疾病，包括我们的代谢。肠道微生物在分解我们吃的食物中起着关键作用，从而释放能量。肠道微生物组组成的变化——即不同微生物的比例变化——也与肥胖及相关疾病的发育有关。
在实验室实验中，科学家们用从大头灵长类动物（即人类（Homo sapiens）和松鼠猴（Saimiri boliviensis））或小头灵长类动物（猕猴（Macaca mulatta））的粪便样本中提取的肠道微生物接种了小鼠。然后，研究人员测量了这些小鼠在新肠道微生物的影响下随时间的生理变化。
总体而言，研究人员发现，携带人类和松鼠猴肠道微生物的小鼠吃得更多，但生长更慢，体脂增加也较少，而携带猕猴微生物的小鼠则不然。第一组小鼠还产生了更多的葡萄糖——大脑的主要能量来源。
由于更大的大脑需要更多的葡萄糖，这一发现表明，肠道微生物可能以某种方式驱使宿主多吃食物，然后将多余的能量引导到大脑，研究人员在12月2日发表于《微生物基因组学》杂志的一篇论文中报告称。
然而，研究人员表示，还需要更多数据来了解肠道微生物如何具体影响大脑大小。
在同一研究的另一项实验中，从小鼠的粪便样本中发现，来自大头灵长类动物的肠道微生物似乎产生了更高量的某些分子，如短链脂肪酸，而猕猴的肠道微生物则不然。这些分子可能以某种方式参与了这种肠道-大脑的交流。先前的研究表明，短链脂肪酸可以影响大脑功能。
“这是谜题的一部分，”阿莫托说，“还有很多未解的问题。”她指出，微生物并不是唯一可以影响宿主生物学的因素。
宿主体内某些基因的活动变化及其饮食也可以影响代谢和大脑，她补充道。这些因素都相互关联并与微生物组相关联；例如，微生物可以影响宿主体内某些基因的活动，而宿主吃的食物可以改变其微生物组的组成。
此外，很难知道我们祖先的肠道微生物组与现代人类和猴子的肠道微生物组有何不同，阿莫托承认。
她指出，随着时间的推移，我们的生理和饮食变化可能与微生物组的相应调整有关。我们现在看到的这种与大脑大小的联系，可能是多年进化的产物，她认为。
“微生物组领域最引人入胜的发现之一是肠道与大脑之间的联系，”亚利桑那州立大学微生物组健康学院副教授太一铃木（Taichi Suzuki）说，他未参与该研究。“这项研究支持了一个新颖的假设，即微生物组的差异可能通过代谢和能量分配的差异影响大脑大小，可能在更大脑的发展中发挥了作用，”他在接受《生活科学》采访时通过电子邮件表示。
但他也指出，仍有许多问题需要解答。
“正如作者所承认的，这项研究的一个局限性是它仅包括了三种具有不同大脑大小的灵长类动物捐赠者，”铃木说。“如果加入更多物种来进一步探索这一迷人的假设，将会非常令人兴奋。”
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