迷走神经是肠道与大脑之间的直接联系。科学家们现在利用小鼠模型证明，肠道细菌的变化可能与衰老过程中发生的认知能力下降直接相关。在衰老小鼠中，某些肠道微生物物种随着动物年龄增长而变得更加常见。免疫细胞对这种变化作出反应，引发炎症，干扰了迷走神经向海马体（大脑中与记忆形成和运动相关的区域）的信号传导。当对衰老小鼠进行迷走神经刺激治疗时，认知功能得到改善。该研究结果已发表在《自然》杂志上。
“尽管记忆力下降随着年龄增长很常见，但不同人群和不同年龄的受影响程度不同，”资深研究作者、斯坦福大学病理学助理教授克里斯托夫·泰斯博士说。“我们想了解为什么一些非常年老的人仍然保持认知敏锐，而其他人则在50多岁或60多岁时就出现显著下降。我们了解到，记忆衰退的时间线并非固定不变；它受到身体的主动调节，而胃肠道是这一过程的关键调节者。”
莱维还提出，或许可以通过改变肠道微生物组的组成来促进某些代谢物的形成，从而影响大脑功能。
在这项研究中，研究人员将2个月大的年轻小鼠与18个月大的老年小鼠同笼饲养，使每组小鼠暴露于另一组的肠道微生物。一个月后评估微生物组组成，结果显示年轻小鼠微生物组中的物种变得更像老年小鼠的微生物组。与对照组年轻小鼠相比，这些暴露后的小鼠在物体识别和迷宫测试中表现较差。
当对暴露的年轻小鼠使用抗生素清除许多肠道微生物后，它们的认知能力得到恢复，行为表现与未暴露的同龄小鼠一致。
进一步的研究表明，在老年小鼠的肠道微生物组中，Parabacteroides goldsteinii 变得更加丰富。当将这些微生物添加到年轻小鼠的肠道中时，这些动物的物体识别和迷宫逃脱能力下降，这与海马体活动减少有关；Parabacteroides goldsteinii 与认知能力下降直接相关。
然而，当老年小鼠接受一种刺激迷走神经的分子时，它们的认知能力得到改善，其能力与年轻小鼠相似。
随着Parabacteroides goldsteinii 丰度的增加，细菌代谢物中链脂肪酸的水平也随之升高，这些代谢物已知会影响骨髓细胞，引发炎症。这导致迷走神经信号传导和海马体活动受到干扰，从而破坏记忆形成。
“基本上，我们确定了一条通往认知衰退的三步路径，该路径始于胃肠道衰老以及随后发生的微生物和代谢变化。胃肠道的骨髓细胞感知到这些变化，其炎症反应通过迷走神经损害了肠道与大脑之间的连接，”泰斯说。
“这是记忆衰退的直接驱动因素。如果我们恢复迷走神经的活动，就可以将老年动物的记忆功能恢复到年轻动物的水平。”
现在研究人员希望在人身上证实这些发现。
“我们的希望是，这些发现最终可以转化到临床，以对抗人类与年龄相关的认知衰退，”泰斯补充道。
来源：斯坦福医学中心，《自然》
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