O nouă cercetare a demonstrat că modificările microbiomului intestinal pot influența direct funcționarea creierului, evidențiind o conexiune puternică între microbi și activitatea cerebrală. Studiul, realizat miercuri de cercetătorii de la Universitatea Northwestern, oferă primele dovezi experimentale directe că microbiomul intestinal contribuie la diferențele funcționale ale creierului între diferitele specii de primate, conform Science Daily.
Oamenii au cea mai mare dimensiune a creierului în raport cu dimensiunea corpului dintre toate primatele; totuși, oamenii de știință știu încă surprinzător de puțin despre modul în care mamiferele cu creiere mari au evoluat pentru a îndeplini cerințele energetice colosale necesare pentru dezvoltarea și întreținerea acestora.
Dovezi experimentale despre legătura creier-microbi
Katie Amato, profesor asociat de antropologie biologică și investigator principal al studiului, a declarat că cercetarea lor demonstrează că microbii au un impact asupra trăsăturilor semnificative pentru înțelegerea evoluției, în special în ceea ce privește evoluția creierelor umane. Noile descoperiri se bazează pe lucrări anterioare din laboratorul lui Amato, care au arătat că microbii intestinali de la primatele cu creiere mai mari produc mai multă energie metabolică atunci când sunt transferați la șoareci.
Această energie suplimentară este crucială, deoarece creierele au nevoie de o cantitate mare de combustibil pentru a se dezvolta și a funcționa eficient. În studiul actual, cercetătorii au avansat, examinând creierul însăși, dorind să afle dacă microbi intestinali de la primatele cu dimensiuni cerebrale relativ diferite ar putea influența modul de funcționare al creierelor șoarecilor gazdă.
Experiment controlat cu rezultate surprinzătoare
Pentru a testa acest lucru, echipa a realizat un experiment de laborator atent controlat. Au introdus microbi intestinali de la două specii de primate cu creier mare, omul și maimuța veveriță, și o specie de primat cu creier mic, macacul, la șoareci care nu aveau proprii microbi.
După opt săptămâni, cercetătorii au observat diferențe semnificative în activitatea cerebrală. Șoarecii care au primit microbi de la primatele cu creier mic au prezentat modele distincte de funcție cerebrală comparativ cu șoarecii care au primit microbi de la primatele cu creier mare.
La șoarecii cărora li s-au administrat microbi de la primatele cu creier mare, oamenii de știință au constatat o activitate mai accentuată în genele implicate în producția de energie și plasticitatea sinaptică, procesul care permite creierului să învețe și să se adapteze. Aceleași căi au fost mult mai puțin active la șoarecii care au primit microbi de la primatele cu creiere mai mici.
Conexiuni cu tulburări neurologice
Amato a explicat că aspectul cel mai interesant a fost că au putut compara datele obținute de la creierele șoarecilor gazdă cu datele de la creierele reale de macac și om. Spre surprinderea lor, multe dintre modelele observate în expresia genelor creierului șoarecilor erau similare cu cele observate la primatele reale din care proveneau microbii.
Cu alte cuvinte, au reușit să facă ca creierele șoarecilor să semene cu cele ale primatelor reale de unde proveneau microbii. De asemenea, cercetătorii au descoperit un alt rezultat neașteptat. Șoarecii care au primit microbi de la primatele cu creiere mai mici au avut modele de expresie genetică asociate cu ADHD, schizofrenia, tulburarea bipolară și autismul.
Implicații clinice și perspective viitoare
Studii anterioare au identificat corelații între afecțiuni precum autismul și diferențele în compoziția microbiomului intestinal. Totuși, dovezile directe că microbi intestinali contribuie la aceste afecțiuni au fost limitate. Acest studiu oferă dovezi suplimentare că microbiile pot avea un efect cauzal asupra acestor tulburări, în special prin faptul că microbiomul intestinal influențează funcția cerebrală în timpul dezvoltării.
Pe baza descoperirilor lor, Amato speculează că dacă creierul uman este expus la microbi greșiți, dezvoltarea sa se va modifica și pot apărea simptome asociate cu aceste tulburări. Dacă nu ești expus la microbi umani adecvați în primii ani de viață, creierul tău va funcționa diferit, ceea ce poate conduce la simptomele acestor afecțiuni.
Aplicații practice în medicina clinică
Amato consideră că descoperirile ar putea avea implicații clinice semnificative, în special pentru înțelegerea originilor anumitor tulburări psihologice și abordarea dezvoltării creierului printr-o lentilă evolutivă. Este interesant să ne gândim la dezvoltarea creierului în rândul speciilor și indivizilor și să investigăm dacă putem observa diferențele inter-specii în modele și să descoperim reguli în modul în care microbi interacționează cu creierul.
Studiul, intitulat „Primate gut microbiota induce evolutionarily salient changes in mouse neurodevelopment”, a fost publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Această cercetare deschide noi orizonturi asupra conexiunii dintre microbiomul intestinal și inteligența umană, oferind o nouă înțelegere a evoluției cognitive.
