人們可能會建議你傾聽你的直覺：現在研究表明，你的腸道可能比你意識到的對你的思想有更大的影響。瑞典卡羅林斯卡學院和新加坡基因組研究所的科學家在斯文·彼得松的領導下，最近在《美國國家科學院院刊》上報告說，正常的腸道菌群，即棲息在我們腸道中的細菌，對大腦發育和隨後的成年行為有重大影響。
我們人類可能認為自己是高度進化的有意識的物種，但我們都遠不如我們大多數人認為的那樣是人類。科學家們早就認識到，棲息在我們皮膚和腸道中的細菌細胞數量是人類細胞的十倍。事實上，普林斯頓大學的科學家邦妮·巴斯勒將普通人體內發現的約 30,000 個人類基因與棲息在我們體內的超過 300 萬個細菌基因進行了比較，得出的結論是，我們最多隻有百分之一是人類。我們才剛剛開始瞭解我們的細菌乘客對我們日常生活產生的影響。
此外，這些細菌還與神經和行為障礙的發展有關。例如，腸道細菌可能對身體對維生素 B6 的利用產生影響，而維生素 B6 反過來又對神經和肌肉細胞的健康產生深遠的影響。它們調節免疫耐受性，因此，它們可能對自身免疫性疾病（如多發性硬化症）產生影響。研究表明，它們會影響與焦慮相關的行為，儘管關於腸道細菌是加劇還是減輕與壓力相關的焦慮反應存在爭議。在自閉症和其他廣泛性發育障礙中，有報告稱腸道中存在的特定細菌種類發生了改變，並且胃腸道問題會加劇行為症狀。一種新開發的自閉症生化測試部分基於細菌代謝的終產物。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
但這項新研究是第一個廣泛評估腸道細菌對大腦生物化學和發育的影響的研究。科學家們飼養了缺乏正常腸道菌群的小鼠，然後將它們的行為、大腦化學和大腦發育與具有正常腸道細菌的小鼠進行了比較。與有菌群的小鼠相比，無菌小鼠更活躍，並且在特定的行為測試中，焦慮程度更低。在一項焦慮測試中，動物可以選擇呆在相對安全的黑暗盒子中，或者冒險進入明亮的盒子中。與有菌群的同窩小鼠相比，無菌動物在明亮的盒子中花費的時間明顯更多。同樣，在另一項焦慮測試中，動物可以選擇冒險走到高架且無保護的杆子上探索周圍環境，或者留在類似杆子上但有圍牆保護的相對安全的地方。再一次，無菌動物證明自己比它們的有菌群的同類更大膽。
彼得松的團隊接下來詢問腸道微生物對大腦的影響是否可逆，並且由於腸道在出生後不久就被微生物定殖，腸道微生物是否會對大腦的發育產生影響。他們發現，用正常的腸道細菌對成年無菌動物進行定殖對其行為沒有影響。然而，如果無菌動物在生命早期被定殖，這些影響是可以逆轉的。這表明在大腦發育中存在一個關鍵時期，細菌在這個時期具有影響力。
與這些行為學發現一致的是，研究發現，與焦慮相關的兩個基因——神經生長因子誘導克隆 A (NGF1-A) 和腦源性神經營養因子 (BDNF)——在無菌動物的多個大腦區域中被下調。這些行為變化還伴隨著幾種神經遞質水平的變化，神經遞質是負責神經細胞之間訊號傳遞的化學物質。神經遞質多巴胺、血清素和去甲腎上腺素在大腦的特定區域（紋狀體）中升高，紋狀體與運動的計劃和協調有關，並被新奇刺激啟用，而對其他大腦區域（如參與記憶的海馬體）或執行功能（額葉皮層）的神經遞質沒有這種影響。
當彼得松的團隊對五個不同的大腦區域進行全面的基因表達分析時，他們發現近 40 個基因受到腸道細菌存在的影響。這些原始微生物不僅能夠影響遠在腸道中的神經細胞之間的訊號傳遞，而且還具有驚人的能力來影響腦細胞是否開啟或關閉特定的基因。
那麼，這些單細胞腸道居民是如何對大腦這樣複雜的生物器官施加影響的呢？儘管答案尚不清楚，但有幾種可能性：例如，迷走神經將腸道與大腦連線起來，眾所周知，感染
無論這些腸道“客人”如何發揮其影響，這些研究都表明，大腦導向的行為（影響動物與外部世界互動方式的行為）可能深受動物與其腸道中微生物有機體關係的影響。腸道細菌在離散的發育階段對大腦發揮影響的發現可能對發育性腦部疾病具有重要的意義。
您是科學家嗎？您最近是否閱讀過一篇您想撰寫的同行評審論文？請將建議傳送給“心智問題”編輯加雷思·庫克，他是一位在《波士頓環球報》工作的普利策獎獲獎記者。可以透過 garethideas AT gmail.com 或 Twitter @garethideas 與他聯絡。