我们的祖先进化到一个世界中，这个世界从本质上来说是微生物的世界。尽管我们常常将微生物与毁灭性的疾病联系在一起——例如维多利亚时代称为“蓝死病”的霍乱弧菌（Vibrio cholerae），以及臭名昭著的鼠疫耶尔森菌（Yersinia pestis），它在中世纪晚期杀死了欧洲大约30%-50%的人口——这些致病微生物只是古老生物群落的一小部分，而这个群落对我们健康和生存至关重要。
人体胃肠道寄生着一个复杂的微生物生态系统，主要由细菌组成，但也包括病毒、真菌和古细菌，统称为肠道微生物群。这个微生物群落对人体的生理、代谢和免疫功能起着关键作用。数百万的肠道细菌通过所谓的“肠脑轴”，即肠道和大脑之间的双向通信系统，与大脑“对话”。该系统涉及神经系统、激素和免疫系统，这种双向交流不仅影响消化健康，科学家们也开始认识到“微生物组-肠道-大脑轴”对情绪健康和认知能力的重要性。
据估计，人体内90%的血清素——一种调节情绪、焦虑和认知功能的关键神经递质——是由肠上皮细胞中的嗜铬细胞产生的。研究表明，益生菌（适量服用的活微生物）在管理焦虑和抑郁症状方面显示出有希望的结果。
在一项为期30天的研究中，接受益生菌的健康志愿者表现出皮质醇水平降低，心理效应改善，效果可与常用抗焦虑药物地西泮（Diazepam）相媲美。尽管具体的作用机制尚不清楚，但在大鼠实验中发现口服婴儿双歧杆菌（Bifidobacterium infantis）可以增加色氨酸（血清素前体）和γ-氨基丁酸（GABA，一种镇静神经递质）的水平。
肠道微生物群具有显著的可塑性，饮食变化可以在短短24小时内显著影响肠道细菌组成。虽然没有所谓“正常”的微生物群，因为每个人的肠道都是独一无二的，但地中海饮食（包括全谷物、坚果、蔬菜、水果和特定动物产品如鱼类和家禽）已被证明对肠道健康有益。
然而，值得注意的是，抗生素虽然对病原体有效，但会通过非选择性消除有害和有益微生物来破坏这一生态系统。尽管关于基于微生物群干预措施的研究不断涌现并显示出有希望的见解，但在我们更好地了解肠道微生物如何影响心理健康之前，益生菌不能被视为治疗焦虑和抑郁症的传统精神药物的可靠替代品。
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