科学家认为他们可以通过粪便移植让大脑"返老还童"
一项新研究发现,你大脑的神经可塑性可能在晚年得到提升——这要归功于你的肠道。
阅读本文,你将了解到:
- 当我们年轻时,大脑会保留神经可塑性,随着成长和适应而发展,这是一种有用的能力,但随着年龄增长会逐渐衰退。
- 一项在小鼠身上进行的新研究表明,肠道健康可能在大脑如何保持这种神经可塑性方面发挥重要作用。
- 在这项研究中,失去肠道有益细菌的小鼠表现出较低的神经可塑性,相反,那些接受了年轻小鼠粪便移植的小鼠则显示出改善的神经可塑性。
斜视这一神经系统疾病影响了全球近1亿人。虽然这个名字可能听起来不熟悉,但它更通俗的名称可能会:懒眼。当大脑偏好一只眼睛而忽视另一只时,就会发生这种状况,在一只眼睛形成更强的连接,而在另一只眼睛形成较弱的连接。
通常,如果及早发现,这种状况可以在儿童时期通过物理覆盖较强的眼睛来治疗,从而迫使大脑专注于与较弱眼睛建立新的神经连接。这是神经可塑性的一个惊人例子,这是发育中大脑在适应期间的一个有用特征。不幸的是,这种能力随着年龄增长而下降,尽管参与某些"有益大脑"的行为已被证明可以减缓这种衰退。
但最近的研究表明,我们肠道中的微生物组在大脑发育中起着关键作用,影响神经发生、髓鞘形成和血脑屏障的完整性,并且它是某些精神疾病(包括抑郁症、焦虑症甚至阿尔茨海默病)的关键因素。现在,美国和意大利的一个科学家团队研究了微生物组是否可以帮助老化的大脑回到更年轻、更具神经可塑性的状态。
为了测试这个想法,来自意大利比萨圣安娜高等研究学院和加利福尼亚大学欧文分校的研究人员在两组具有截然不同微生物组的小鼠中重现了斜视的条件。首先,研究团队给一组小鼠使用广谱抗生素10天,降低了有益肠道细菌Lachnospiraceae(一种提供神经保护的细菌)和Muribaculaceae(小鼠肠道中的主要细菌)的数量,而另一组小鼠则完全没有接受抗生素。然后,研究团队覆盖了所有小鼠的一只眼睛三天,并记录了保持睁开的眼睛的神经刺激。结果显示,只有未受抗生素影响的组别保持了神经可塑性。
作者在bioRxiv服务器上发布的预印本中写道:"肠道微生物群越来越多地被认为是大脑功能的调节器,但其在产后发育期间经验依赖性可塑性中的作用在很大程度上仍不为人知。抗生素治疗引起微生物群落组成的显著变化,并伴随着视觉皮层的广泛转录重塑,包括涉及细胞外基质组织、血脑屏障功能和髓鞘形成的途径。"
那么,如果有益细菌可以帮助支持早期年龄的神经可塑性,尝试重建年轻小鼠微生物组的组成是否也能增加老年小鼠的神经可塑性?为了找出答案,研究团队将30天大的小鼠的粪便移植到四个月大的小鼠体内(小鼠在六到八周达到性成熟)。同样,研究团队创建了两组——一组接受年轻供体的移植,另一组接受老年样本的移植——并发现只有接受年轻小鼠粪便移植的小鼠在斜视实验中表现出神经可塑性。
作者写道:"我们的发现代表了一个重大突破,证明了通过粪便微生物群移植可以有效地将幼年可塑性表型转移到成年小鼠身上。这是我们首次证明肠道微生物群不仅仅影响大脑功能,还可能塑造在关键发育窗口期间神经回路稳定的进程,可能产生永久性后果。"
当然,小鼠和人类之间仍存在很大差距,需要做更多工作来找到增加这种神经可塑性的具体机制。但早期证据表明,虽然"大脑健康"活动可以保持思维年轻,但健康的肠道可能同样重要。
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