Ключевой вывод: Новое исследование показывает, что кишечная микробиота сыграла критическую роль в эволюции большего мозга у приматов, включая людей, влияя на метаболизм мозга и потенциально способствуя развитию нейроразвитийных расстройств.
Связь Между Кишечными Бактериями и Размером Мозга
На протяжении десятилетий ученых мучила загадка: почему у людей мозг несоразмерно больше, чем у других приматов? Это требует огромного количества энергии, особенно глюкозы, что заставило исследователей изучить, могли ли изменения в кишечной микробиоте поддержать этот эволюционный скачок. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, предоставляет убедительные доказательства того, что кишечные бактерии могут напрямую влиять на функцию мозга и экспрессию генов.
В исследовании использовались микробы, лишенные собственной кишечной микрофлоры, чтобы проверить гипотезу. Исследователи пересадили кишечные бактерии от трех видов приматов — людей, белок обезьян (большие мозги) и макак (маленькие мозги) — в мышей. В течение нескольких недель стали заметны значительные различия в экспрессии генов мозга. У мышей, колонизированных кишечными микробами человека или белок обезьян, наблюдалось увеличение активности генов, связанных с производством энергии и синаптической пластичностью, то есть способностью мозга к обучению. Напротив, у мышей с кишечными микробами макак активность в тех же процессах была ниже.
Моделирование Мозгов Приматов на Мышах
Самым поразительным открытием было то, что паттерны экспрессии генов мозга у мышей тесно соответствовали наблюдаемым у фактических видов приматов. По словам исследовательницы Северо-Западного университета Кэти Амато: «Мы смогли заставить мозг мышей выглядеть как мозг тех приматов, от которых пришли микробы». Это указывает на прямую причинно-следственную связь между составом кишечной микробиоты и развитием мозга.
Речь идет не только о больших мозгах. Исследователи также обнаружили, что у мышей с кишечными микробами от приматов с меньшим мозгом наблюдались паттерны экспрессии генов, связанные с нейроразвитийными расстройствами, включая СДВГ, шизофрению, биполярное расстройство и аутизм. Хотя связь между здоровьем кишечника и этими состояниями наблюдалась и раньше, это исследование предполагает, что микробиота может причинно способствовать их развитию.
Последствия для Здоровья и Эволюции Человека
Это исследование имеет важные последствия для нашего понимания эволюции человека. Если энергетические потребности человеческого мозга удовлетворялись, хотя бы частично, за счет адаптации кишечной микробиоты, это означает, что ранние люди, возможно, полагались на определенные микробные сообщества для поддержания когнитивного развития. Если человеческий мозг не сталкивается с «правильными» микробами в раннем возрасте, его развитие может быть изменено, что потенциально увеличивает риск нейроразвитийных расстройств.
«Это исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что микробы могут причинно способствовать этим расстройствам — в частности, кишечная микробиота формирует функцию мозга в процессе развития». — Доктор Кэти Амато
Полученные данные подчеркивают важность здоровой кишечной микробиоты для оптимальной функции мозга и выделяют потенциальную роль раннего микробного воздействия в формировании неврологического развития. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять сложную взаимосвязь между кишечными микробами, метаболизмом мозга и нейроразвитийными состояниями, но это исследование является значительным шагом к раскрытию эволюционных корней человеческого интеллекта.
Исследование опирается на предыдущие выводы, которые показали, что микробы приматов с большими мозгами, при введении в организм мышей-хозяев, производили больше метаболической энергии в микробиоме хозяина — необходимое условие для развития и функционирования больших мозгов, что энергетически дорого.
