長期以來，我們一直認為大腦是身體的最高指揮者，它在發(fā)出指令的同時接收到最小的反饋，如疼痛等信號。然而，最近的研究反駁了這一觀點。我們現在知道，大腦和腸道之間的交流要復雜得多，而且更令人驚訝的是，腸道對大腦有著深遠的影響。事實上，消化系統(tǒng)不僅會發(fā)出飽腹感的信號，而且在調節(jié)我們的情緒和行為方面也起著至關重要的作用。
腸道：你的“第二大腦"
科學家們已經開始了解消化系統(tǒng)和生活在其中的細菌對我們整體健康和幸福中所起的巨大作用。腸道對情緒和行為的影響是如此之大，以至于它通常被稱為 “第二大腦"。雖然腸道對我們精神狀態(tài)的影響已經非常明顯，但直到最近，這種溝通的確切機制仍然難以捉摸。
實驗： 揭示腸道與大腦的聯系
為了研究腸道如何影響大腦功能，研究人員埃萊尼-西奧皮（Eleni Siopi）和她的團隊利用三組小鼠進行了一項有趣的實驗[1]：
1.一組由社會化飼養(yǎng)、不受干擾的小鼠組成的對照組
2.一組長期受到輕度壓力的組
3.一組接受了來自受壓小鼠的糞便移植，從而繼承了受壓小鼠的腸道細菌的組
有趣的是，第三組小鼠本身并沒有受到壓力，但它們的腸道細菌來自壓力小鼠。
無法預測的慢性輕度壓力
壓力組的小鼠在八周內承受了 “無法預測的慢性輕度壓力"。這意味著每天有兩次隨機的輕微壓力事件，如暴露于捕食者的氣味、籠子搖晃或潮濕的墊料。雖然這些壓力事件模仿了野生小鼠的經歷，但它們的發(fā)生頻率更高，這通常會導致圈養(yǎng)小鼠出現類似抑郁的行為。
深入了解焦慮測試
為了測量壓力對行為的影響，研究人員使用了一系列行為測試。使用動物運動軌跡跟蹤系統(tǒng)(EthoVision XT)記錄實驗的相關參數，包括在每個不同區(qū)域花費的時間、進入各個區(qū)域的次數、在區(qū)域中的行為等數據。實驗進行的測試包括：
曠場測試： 焦慮的小鼠較少探索開放空間
高架十字迷宮：焦慮的小鼠更喜歡有高墻的封閉臂，而不是開放、暴露的臂
明暗箱測試： 易焦慮的小鼠在黑暗中花費更多時間
蔗糖偏好測試： 抑郁小鼠對甜水的興趣較低
新奇抑制喂食測試： 焦慮小鼠在光線明亮的環(huán)境中不愿進食
懸尾測試： 情緒低落的小鼠被尾巴懸吊時會更快停止掙扎
強迫游泳測試： 將情緒低落的小鼠放入水中時，它們會放棄逃跑
主要發(fā)現：腸道壓力，大腦壓力
在這些測試中，應激小鼠表現出典型的抑郁行為。然而，接受了受壓小鼠糞便移植的小鼠也表現出了類似抑郁癥的癥狀，盡管它們本身并沒有受到壓力。這表明，源自腸道的信號被發(fā)送到大腦，引發(fā)了這些行為。
那么這些信號是如何傳遞的？為了找到答案，研究人員移除了接受糞便移植的小鼠的Vagus神經。Vagus神經是大腦與包括消化系統(tǒng)在內的各種器官之間的重要溝通途徑。移除Vagus神經后，接受移植的小鼠不再表現出抑郁跡象，這表明Vagus神經是將信號從腸道傳遞到大腦的關鍵通道。
Vagus神經有什么作用？
Vagus神經擁有約 20 萬根纖維，將大腦與心臟、肺部和消化道等主要器官連接起來。它控制著許多身體機能，如心率、消化（通過管理蠕動），甚至是飽腹感信號——告訴你什么時候吃飽了。在這種情況下，神經充當了從腸道到大腦的壓力信號的管道。
圖片來自sayostudio（科學傳播）
大腦神經遞質紊亂
研究人員還檢查了糞便移植小鼠的大腦，發(fā)現血清素和多巴胺的關鍵神經傳遞途徑受到了損害。血清素在情緒調節(jié)、認知和學習中發(fā)揮著重要作用，而多巴胺則對動機和獎勵行為至關重要。這些系統(tǒng)的紊亂解釋了為什么小鼠會表現出類似抑郁癥的癥狀。
總結
總之，如果把一只 “抑郁 "小鼠的腸道菌群移植到另一只小鼠身上，這只小鼠也會出現抑郁癥狀。這是通過Vagus神經從腸道向大腦傳遞信號來實現的。因此，這項研究揭示了腸道細菌可以直接影響大腦功能，以至于壓力和抑郁癥狀確實可以在個體之間傳遞。腸道和大腦確實有著非常密切的聯系，下次當你考慮精神健康問題時，請考慮到它可能就是從你的腸道開始的。
參考文獻
[1] Siopi, E., Galerne, M., Rivagorda, M. et al. Gut microbiota changes require vagus nerve integrity to promote depressive-like behaviors in mice. Mol Psychiatry 28, 3002–3012 (2023).
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