衰老会改变大脑,但为什么有些人到了晚年依然思维敏捷,而另一些人却并非如此,这仍然是一个谜。答案的一部分可能与基因有关,但现在一项针对小鼠的新研究表明,这也可能与我们的肠道有关。
在一系列实验中,研究人员发现,大脑和肠道之间的一条通信通路可能对大脑保持记忆的能力至关重要。
这项研究的灵感来自一次偶然的观察:与年长的18个月大老鼠关在一起的年轻两个月大实验室老鼠表现出“非常严重的认知障碍”,该研究的首席作者、宾夕法尼亚大学的研究生蒂莫西·考克斯说。他和同事们怀疑肠道细菌可能参与其中。
在研究中,研究人员将无菌环境中饲养的、没有微生物的幼鼠暴露于老年老鼠的肠道细菌中,导致这些幼鼠在认知测试中表现更差,仿佛提前衰老了,这与合笼的小鼠情况相似。然而,当与老年老鼠合笼的幼鼠接受抗生素治疗时,这种效应消失了。而年老但无菌的小鼠仍然保持良好的记忆能力。综合来看,这些结果表明,老年老鼠肠道中的细菌使幼鼠表现得像大脑衰老了一样。
通过对老年老鼠粪便中的细菌进行测序,研究人员确定了一种罪魁祸首——一种名为Parabacteroides goldsteinii的细菌。
当研究人员将在无菌环境中饲养或接受抗生素治疗的幼鼠暴露于P. goldsteinii时,这些小鼠在认知测试中再次表现更差。考克斯解释说,P. goldsteinii可以引发小鼠的炎症,这可能会阻碍迷走神经——这条连接肠道和大脑的信号高速公路。刺激迷走神经也改善了小鼠的认知表现。这些发现于周三发表在《自然》杂志上。
爱尔兰科克大学学院的解剖学教授约翰·克莱恩并未参与这项新研究,他表示,这些发现建立在先前研究的基础上,该研究表明年轻小鼠的微生物组可以使老年小鼠的大脑“恢复活力”。过去十年的多项研究表明,“微生物群-肠-脑轴”可以影响大脑功能。他说,“这项研究增加的是一个更清晰的机制途径。”
重要的是,这项研究是在小鼠身上进行的,其发现不易适用于人类。研究人员强调,结果并不表明与老年人同住的年轻人可能会经历认知问题。首先,人类肠道微生物组以其自身的方式复杂。其次,老鼠会吃彼此的粪便。考克斯说,“我怀疑大多数人不会那样做。”
但这项结果有朝一日可能为人类的记忆问题和认知衰退带来未来的疗法。斯坦福大学病理学助理教授、该论文的资深合著者克里斯托夫·泰斯说,P. goldsteinii“肯定是人类微生物组中的一员”。但它是否影响人类的认知衰退尚不清楚。
与此同时,迷走神经刺激已经是被批准用于治疗包括中风和癫痫在内的各种脑部疾病的手术。
泰斯说,“想象一个人们通过刺激迷走神经来对抗认知衰退的未来,绝对不是不可能。但我们需要更大规模的研究和临床试验来弄清楚这一点。”
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