一项针对大鼠的新研究表明,在创伤性脑损伤后使用益生元来影响肠道细菌活动,可能有助于减少冲动行为,这是中度头部撞击后常见的症状之一。
俄亥俄州立大学的研究人员在此前的研究基础上,发现创伤性脑损伤后肠道细菌发生负面变化与决策能力下降之间存在联系,现在他们正在探索肠道问题是否实际上导致了一些长期症状。
他们发现,在创伤性脑损伤前后,在大鼠饮食中添加益生元半乳寡糖(GOS),能够降低它们在决策赌博测试中的冲动性。在该测试中,大鼠需要等待提示灯亮起才能获得甜食奖励。
"我们在这项研究中发现,它们的冲动控制能力得到了改善,"资深作者、俄亥俄州立大学医学院神经科学助理教授Cole Vonder Haar表示。
"在我们的任务中,我们基本上要求它们做出决定,但它们必须等待提示灯亮起。对于饥饿的大鼠来说,这很难做到,对吧?因此这建立了一个衡量冲动性的标准,我们在这里看到了最显著的效果之一。"
该研究海报于11月17日在神经科学学会年会Neuroscience 2025上展示。
据美国脑损伤协会称,美国每年报告近300万与创伤性脑损伤相关的急诊就诊,超过1100万40岁以上的美国人因创伤性脑损伤导致昏迷而生活受限。
"目前没有FDA批准的创伤性脑损伤治疗方法。人们只能忍受这些症状,并尽其所能管理这些症状,无论是康复治疗还是针对抑郁等特定症状的药物治疗,"俄亥俄州立大学医学院神经科学助理教授Cole Vonder Haar表示。
他的实验室正在研究几种干预措施,以确定基于肠道的治疗方法是否能提供一些缓解。"我们正试图改善那些遭受脑损伤相关问题困扰的人们的生活质量,"他说。
这项工作集中在中度创伤性脑损伤后的症状上——大鼠身上发生的损伤(在麻醉下进行)旨在模拟人在车祸或从梯子上跌落时可能发生的情况。
在过去十年中,该领域的研究人员已经确定,肠道菌群失调——消化道中细菌群落的负面变化——会在患者遭受中度脑损伤后发生。
"我们现在试图理解的核心问题是,这是否是一种因果力量,"Vonder Haar说。"我们之前发表的数据表明存在非常强的预测相关性:如果你在脑损伤后立即测量肠道微生物组,它可以预测长期的决策能力缺陷。所以似乎有些事情正在发生,但早期的工作都是相关性的。"
在新研究中,大鼠在受伤前六周开始食用对照饮食或添加了2% GOS的饮食,并在受伤后继续食用60天。然后对动物进行焦虑样和抑郁样行为、学习和记忆、以及冲动性和决策能力的测试。
在评估决策和冲动性的啮齿动物赌博任务中,大鼠有四个选择,可获得不同数量的糖颗粒奖励,它们会随着时间推移了解每个选项提供的奖励。
"我们看到的一个关键点是,脑损伤确实抑制了良好执行这一任务的能力,"Vonder Haar说。"我们的大鼠模型确实显示了这种长期的慢性损伤,患者也为此挣扎。"
食用GOS饮食的大鼠在创伤性脑损伤后的冲动性方面比食用非补充饮食的受伤大鼠有更好的结果。
"这是一种适度的效果。与没有受伤的对照动物相比,它们仍然更冲动,但与它们的对照组相比有所减少,"Vonder Haar说。"我们所做的大多数试图治疗冲动性的研究都没有成功。这是少数几次看起来某种治疗方法有一定有益效果的情况之一。"
Vonder Haar还在11月16日主持了Neuroscience 2025关于创伤性脑损伤中肠道微生物组的专题研讨会,并且是《神经科学杂志》新发表的一篇综述文章的主要作者,该文章回顾了证据,确立了肠道作为创伤性脑损伤调节器的作用及潜在机制。
"我们知道创伤性脑损伤的行为结果是什么样的,但机制、为什么会发生以及如何发生,是另一个大问题,"他说。
这项益生元研究得到了美国国防部的支持。
该研究的合著者包括俄亥俄州立大学的Alexandra Dorinsky、Katie Koontz、Berkin Bilgin、Lizza O'Connell、Jenna McCloskey、Michael Bailey和Kris Martens,以及全美儿童医院的Miranda Hilt。
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