对动物模型机体肠道微生物进行实验操控或能改变其恐惧行为和相关的神经回路。在人类中,生命中的第一年是其大脑发育、恐惧感的出现以及肠道微生物组建立的关键时期,婴儿肠道微生物组的改变此前被认为与其认知发育直接相关,但研究人员并不清楚肠道微生物组与宿主机体恐惧行为和神经回路之间的关联。那么为何有些婴儿对感知到危险的反应要比其他婴儿大呢
近日,一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“Infant gut microbiome composition is associated with non-social fear behavior in a pilot study”的研究报告中,来自美国北卡大学等机构的科学家们通过研究发现,这一问题的部分答案或许与婴儿的消化系统有关。
图片来源:https://www.nature.com/articles/s41467-021-23281-y
人类的消化系统拥有庞大的微生物群落,其被称之为肠道微生物组,研究人员发现,有强烈恐惧感的婴儿和反应适中的婴儿机体的肠道微生物组是不同的。
这些恐惧反应(即一个人对可怕情况的反应)在早年间或会成为未来指示心理健康的指标,而且越来越多的研究表明,神经系统的健康或与机体肠道中的微生物组有关。相关研究结果表明,肠道微生物组有朝一日或能为研究人员提供一种新工具来监测并支持健康的神经系统发育。
对这种关联及其在动物机体中恐惧反应中所扮演关键角色的研究或能帮助研究人员在人类机体中找到类似的机制,而研究人类,尤其是婴儿,如何处理恐惧显得尤为重要,因为其在某些情况下能帮助预测个体机体的心理健康。
研究者Knickmeyer教授表示,恐惧反应是儿童机体发育的一个正常组成部分,孩子们应该意识到环境中的威胁并准备如何去应对这些威胁。但当其处于安全环境中而不能抑制这种反应的话,或许在后期的生活中患焦虑和抑郁症的风险会升高。
此外,在反应谱的另一端,对恐惧反应异常迟钝的儿童或许就会发展出与反社会行为相关的冷酷无情的特征。
为了确定是否肠道微生物组与人类的恐惧反应有关,本文中,研究人员对30名婴儿进行了一项队列研究,他们仔细选择了队列来确保影响参与者机体肠道微生物组的许多因素尽可能的一致。比如,所有孩子都是母乳喂养,且并未使用抗生素。随后研究人员通过分析婴儿粪便样本来描述了其机体微生物组特征,并利用简单的测试来评估儿童的恐惧反应,此外,他们还观察了儿童对佩戴万圣节面具进入房间的人所产生的反应。
整理了所有数据后,研究者发现,机体肠道微生物组的特征或与婴儿的恐惧反应强度之间存在明显关联性。比如,一岁时机体微生物组不均一的儿童在其一岁时或许会更加恐惧,而不均一的微生物组则是由一小群细菌所主导的,然而即使在微生物组相对较为平衡时也是如此。
婴儿肠道微生物组的组成或与非社会性的恐惧行为之间密切相关。
图片来源:Carlson, A.L.,et al. Nat Commun 12, 3294 (2021). doi:10.1038/s41467-021-23281-y
研究人员还发现,一岁时机体微生物群落的内容或与其恐惧反应有关,与恐惧程度较低的儿童相比,反应较强的婴儿往往拥有更多某类细菌,而其它类型细菌则较少。
然而研究人员并未观察到儿童机体肠道微生物组与其对未佩戴口罩的陌生人所产生的反应之间的关联。研究者解释道,这或许是由于大脑中涉及处理潜在恐惧情况的不同部分导致的。对于陌生人而言或许存在一种社会因素,因此儿童或许会有一种社会戒心,但他们并不认为陌生人是其直接的威胁。但当孩子看到一张面具时,他们并不认为这具有社交性,于是其就会进入机体大脑的快速评估部分。
作为研究的一部分,研究小组还利用MRI技术对儿童的大脑进行了成像研究,结果发现,1岁时微生物群落的组分或与大脑中杏仁核的大小有关,而杏仁核是大脑中参与对潜在威胁做出快速决策的部分。将这些点联系起来,研究人员发现,微生物组或会影响杏仁核的发育和功能发挥,这或许是研究的一个亮点,目前研究人员正在进行深入探索来复制相关的研究结果。
本文研究结果或为研究人员提供了一个机会来帮助开发改善机体神经系统健康的新型措施,同时研究者的长期目标就是学习新方法来促进儿童的健康生长和发育。
综上,本文研究揭示了肠道微生物组在人类恐惧行为发生过程中扮演着关键角色,后期研究人员还需要进一步招募更多参与者来证实本文所得到的研究结果。
原始出处:
Carlson, A.L., Xia, K., Azcarate-Peril, M.A. et al. Infant gut microbiome composition is associated with non-social fear behavior in a pilot study. Nat Commun 12, 3294 (2021). doi:10.1038/s41467-021-23281-y
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