根据一项新研究，小鼠在其肠道中带有一个充满活力的细菌社区，这些肠道虫子会影响啮齿动物的大脑的工作方式。
具体来说，研究人员想找出肠道细菌影响与小鼠社会行为有关的大脑网络的活动。通常，当鼠标遇到鼠标从未见过的老鼠时，两只啮齿动物会嗅到彼此的晶须和爬行者，就像两只狗如何在狗公园互相打招呼一样。但是，无菌老鼠缺乏肠道细菌，积极避免与其他老鼠进行社交互动，而是奇怪地保持了超然的水平。
台湾国家郑项大学的助理教授，加利福尼亚理工学院的来访助理，第一作者Wei-Li Wu说：“无菌小鼠的社会障碍，这并不是什么新鲜事。”但是吴和他的团队想了解是什么推动了这种僵化的行为 - 肠虫实际上会影响哪些神经元在老鼠大脑中发射，从而影响啮齿动物的愿望？
有关的：5种肠道细菌影响您的健康
陌生人危险
他想到，吴第一次听到细菌可能影响动物的行为，他认为“这听起来很棒，但有些令人难以置信”。但是，作为加州理工学院的博士后学者，他开始与无菌小鼠进行实验，并亲眼目睹了他们奇怪的社会行为。尽管这些奇怪的行为在各种研究中都得到了描述，但Wu想了解它们为什么出现。
在他们的新研究中，于周三（6月30日）发表在《期刊》上自然，研究人员将正常小鼠的大脑活动和行为与另外两组的大脑活动和行为进行了比较：在无菌环境中饲养的小鼠不含细菌，并用强有力的抗生素鸡尾酒治疗的小鼠耗尽了肠道细菌。 （一旦无菌的小鼠进入一个巨大的环境，它们就会开始捡起细菌，因此研究人员只能使用该批次一次；抗生素处理的小鼠更具用途，可以用于多个实验。）
该小组将其无菌和抗生素处理的小鼠放在笼子里的笼子里，以观察他们的社交互动。正如预期的那样，两组老鼠都避免了与陌生人的互动。在此行为测试之后，团队进行了许多实验，以查看动物大脑中发生的事情，这可能导致了这种奇怪的社会动态。
首先，小组检查了动物的大脑中的C-Fos，该基因在活性脑细胞中打开。与正常小鼠相比，患有耗尽细菌的小鼠在涉及压力反应的大脑区域（包括下丘脑，杏仁核和海马）的C-FOS激活增加。
大脑活性的这种尖峰与无菌和抗生素治疗的小鼠中称为皮质酮的应激激素中的尖峰同时发生，而在正常微生物组或微生物群落的小鼠中，这种峰值并不同样增加。吴说：“经过社交互动，这只是五分钟的互动 - 我可以清楚地看到……他们都有更高的压力激素。”
皮质酮主要由人体的中央应力反应系统（称为下丘脑 - 垂体 - 肾上腺（HPA）轴）产生。 HPA轴将两个大脑结构（下丘脑和垂体）连接到位于肾上腺肾脏。在看到无菌小鼠皮质酮的尖峰之后，该团队想知道与HPA轴的混乱是否可以使这些水平降低并“纠正”啮齿动物的行为。
该团队首先研究了HPA轴的最后一个组件肾上腺。他们发现去除肾上腺似乎可以提高老鼠的社会行为。遇到一个陌生人后，没有肠虫的小鼠的行为与正常微生物组的小鼠相似。用药物阻止皮质酮的产生也提高了啮齿动物的社交性，阻止或删除结合大脑中皮质酮的受体（称为糖皮质激素受体）。没有受体结合应力激素，小鼠对皮质酮中的尖峰没有反应。
有关的：从Dino Brains到思想控制 - 10个迷人的大脑发现
然后，团队进行了更多针对下丘脑的实验，这是HPA轴中的第一个组件。它们放大了产生皮质激素释放因子（CRF）的特定脑细胞群，这是一种肽沿HPA轴的链反应，是皮质酮产生的关键。他们将专门设计的受体插入下丘脑中的CRF神经元，这使团队可以使用特定药物在一时兴起开关的这些神经元。关闭抗生素治疗的小鼠中的神经元提高了他们对陌生人的社交性。相反，打开正常小鼠的细胞导致它们突然避免了社交互动。
这一发现暗示，这些下丘脑细胞在无菌小鼠中可能过度活跃，并且以某种方式，肠梗阻有助于在正常小鼠中调整它们。反过来，这将调节HPA轴的活性和应力激素的产生。
支持这一理论，团队发现引入细菌肠球菌粪便进入无菌和抗生素治疗的小鼠也促进了动物中的社交活动，并降低了皮质酮的水平。杜克大学医学院副教授兼神经科学家迭戈·波霍尔克斯（DiegoBohórquez）说：“当他们把它放回原处时，社会行为似乎是'被救出'。”
但是，尽管团队特别强调了E.粪便实际上，Bohórquez说，他怀疑一系列微生物共同调节压力激素的产生。
Bohórquez说，总的来说，这些实验提出了一个有力的案例，即在普通小鼠中，肠梗阻在某种程度上调节了皮质酮的产生，并帮助动物从事社交行为，而无菌的小鼠则处理压力激素的过度，从而使社会互动的机会过多。他补充说，但是在肠道水平上的工作方式尚不清楚。
他说：“这是一步介绍大脑的逻辑步骤，但是就肠道和大脑之间的情况而言，这是一个很大的差距。”他指出，例如，肠道产生了自己的内源性大麻素，在大脑中也发现了一类化学信使，这些化学物质与HPA轴接合。 CRF的受体也可以在肠道中找到。现在，最大的问题是肠道微生物组如何使用这些网络与大脑“交谈”，从而有助于控制肠道深处的行为。
“我们仍然想解决这种细菌对身体的究竟是什么？”吴说，回应了情绪。 “我认为这是我们想要进一步挖掘的清晰道路。”
除了老鼠实验之外，这一研究可能有一天可以帮助科学家对待神经精神疾病的人，例如焦虑和自闭症谱系障碍Bohórquez说，假设动物中的一些观察结果将其延续到人们身上。研究表明，焦虑和自闭症经常与胃肠道疾病（例如便秘和腹泻）以及肠道微生物组的破坏相吻合。普通精神病学和贾马。 Bohórquez说，在过去的十年中，科学家一直在研究这种肠道联系，以期为这种疾病开发新的治疗方法。
他补充说：“这项特定的工作，我不知道它是否会向前移动针对自闭症的基于微生物组的治疗方法。但总的来说，“他们在这些微生物如何影响社会行为方面带来了更多的粒度。”
最初发表在现场科学上。
