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研究揭示可促进儿童大脑发育的隐藏因素

2024年3月21日7:27 未解之谜网

    幼儿时期智力发育的观察与评估示意图。(Shutterstock)

    对于大脑发育和认知而言,我们生命的最初几年至关重要。但是,在推动这种认知发展时,读书和学习只能起到部分作用。一项新研究认为,大脑发育或与腹部微生物群落有关。

    人体是数万亿微生物的家园,统称为微生物组(microbiome)。从我们离开母亲子宫的那一刻起,这些微生物通过与产道、看护者、食物、母乳和环境的接触,迅速在我们体内繁殖,并在我们的一生中不断发生着变化。

    科学家们逐渐了解到这些微生物从消化到抑郁等各个方面的作用。然而,它们对我们早期发育的贡献在很大程度上是一个谜,特别是当涉及到幼儿期的大脑发育时。

    “微生物可以通过多种方式影响大脑,”韦尔斯利学院(Wellesley College)的高级研究科学家凯文·博纳姆(Kevin Bonham)告诉《新闻周刊》(Newsweek)。 “尤其是,它们可以产生包括神经递质在内的分子,这些分子可与肠道中的神经系统相互作用,甚至进入血液并进入大脑。一些微生物还可以分解神经活性分子,否则这些分子可能会对人体产生某些影响。此外,肠道充满了与微生物相互作用的免疫系统细胞,免疫系统所产生的许多信号分子也会影响大脑。”

    因此,肠道中的微生物群体与一系列与大脑相关的疾病有关,包括心理健康、自闭症(autism)、帕金森病和阿兹海默症。但是,当谈到神经类型的大脑发育时,我们并不知道“健康”的微生物组应该是什么样的。

    12月22日发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的一项研究中,博纳姆及其同事研究了381名年龄在40天到10岁之间的儿童。研究人员利用遗传分析建立了儿童微生物组中存在的细菌群落,并对它们进行了一系列适合年龄的认知测试和分析。最后,研究小组使用核磁共振扫描评估了他们的大脑结构。

    使用计算机模型,研究小组发现某些细菌物种与较高的认知功能之间存在明显的关联,而其它物种则与较低的认知得分相关。博纳姆说:“我对这些关联的数量和强度感到惊喜,并对许多微生物我并不熟悉感到吃惊。”

    计算机模型还可以仅根据儿童的微生物特征来预测不同大脑区域的结构和体积。然而,现在就确定微生物物种与认知能力之间是否相关还为时过早。

    “在研究的早期阶段,我们对什么是‘健康’微生物组了解不够,更不用说如何推广它了,”博纳姆说。“我不会因为这项研究的结果而对我的孩子做任何具体的改变。”

    不过,这项研究仍然是了解大脑和腹部之间关系(尤其是在幼儿期)的第一步。“这只是第一步,”博纳姆说。“我们非常想看看是否可在其它更多样化的群体中复制这项工作,并开始实验研究,看看是否可以确定微生物与大脑发育之间有哪些具体的因果关联。”

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