长期以来，我们一直认为大脑是身体的最高指挥者，它在发出指令的同时接收到最小的反馈，如疼痛等信号。然而，最近的研究反驳了这一观点。我们现在知道，大脑和肠道之间的交流要复杂得多，而且更令人惊讶的是，肠道对大脑有着深远的影响。事实上，消化系统不仅会发出饱腹感的信号，而且在调节我们的情绪和行为方面也起着至关重要的作用。
肠道：你的“第二大脑”
科学家们已经开始了解消化系统和生活在其中的细菌对我们整体健康和幸福中所起的巨大作用。肠道对情绪和行为的影响是如此之大，以至于它通常被称为 “第二大脑”。虽然肠道对我们精神状态的影响已经非常明显，但直到最近，这种沟通的确切机制仍然难以捉摸。
实验： 揭示肠道与大脑的联系
为了研究肠道如何影响大脑功能，研究人员埃莱尼-西奥皮（Eleni Siopi）和她的团队利用三组小鼠进行了一项有趣的实验[1]：
1.一组由社会化饲养、不受干扰的小鼠组成的对照组
2.一组长期受到轻度压力的组
3.一组接受了来自受压小鼠的粪便移植，从而继承了受压小鼠的肠道细菌的组
有趣的是，第三组小鼠本身并没有受到压力，但它们的肠道细菌来自压力小鼠。
无法预测的慢性轻度压力
压力组的小鼠在八周内承受了 “无法预测的慢性轻度压力”。这意味着每天有两次随机的轻微压力事件，如暴露于捕食者的气味、笼子摇晃或潮湿的垫料。虽然这些压力事件模仿了野生小鼠的经历，但它们的发生频率更高，这通常会导致圈养小鼠出现类似抑郁的行为。
深入了解焦虑测试
为了测量压力对行为的影响，研究人员使用了一系列行为测试。使用动物运动轨迹跟踪系统(EthoVision XT)记录实验的相关参数，包括在每个不同区域花费的时间、进入各个区域的次数、在区域中的行为等数据。实验进行的测试包括：
旷场测试： 焦虑的小鼠较少探索开放空间
高架十字迷宫：焦虑的小鼠更喜欢有高墙的封闭臂，而不是开放、暴露的臂
明暗箱测试： 易焦虑的小鼠在黑暗中花费更多时间
蔗糖偏好测试： 抑郁小鼠对甜水的兴趣较低
新奇抑制喂食测试： 焦虑小鼠在光线明亮的环境中不愿进食
悬尾测试： 情绪低落的小鼠被尾巴悬吊时会更快停止挣扎
强迫游泳测试： 将情绪低落的小鼠放入水中时，它们会放弃逃跑
主要发现：肠道压力，大脑压力
在这些测试中，应激小鼠表现出典型的抑郁行为。然而，接受了受压小鼠粪便移植的小鼠也表现出了类似抑郁症的症状，尽管它们本身并没有受到压力。这表明，源自肠道的信号被发送到大脑，引发了这些行为。
那么这些信号是如何传递的？为了找到答案，研究人员移除了接受粪便移植的小鼠的Vagus神经。Vagus神经是大脑与包括消化系统在内的各种器官之间的重要沟通途径。移除Vagus神经后，接受移植的小鼠不再表现出抑郁迹象，这表明Vagus神经是将信号从肠道传递到大脑的关键通道。
Vagus神经有什么作用？
Vagus神经拥有约 20 万根纤维，将大脑与心脏、肺部和消化道等主要器官连接起来。它控制着许多身体机能，如心率、消化（通过管理蠕动），甚至是饱腹感信号——告诉你什么时候吃饱了。在这种情况下，神经充当了从肠道到大脑的压力信号的管道。
图片来自sayostudio（科学传播）
大脑神经递质紊乱
研究人员还检查了粪便移植小鼠的大脑，发现血清素和多巴胺的关键神经传递途径受到了损害。血清素在情绪调节、认知和学习中发挥着重要作用，而多巴胺则对动机和奖励行为至关重要。这些系统的紊乱解释了为什么小鼠会表现出类似抑郁症的症状。
总结
总之，如果把一只 “抑郁 ”小鼠的肠道菌群移植到另一只小鼠身上，这只小鼠也会出现抑郁症状。这是通过Vagus神经从肠道向大脑传递信号来实现的。因此，这项研究揭示了肠道细菌可以直接影响大脑功能，以至于压力和抑郁症状确实可以在个体之间传递。肠道和大脑确实有着非常密切的联系，下次当你考虑精神健康问题时，请考虑到它可能就是从你的肠道开始的。
参考文献
[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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