Ключовий висновок: Нове дослідження показує, що кишкова мікробіота відіграла вирішальну роль в еволюції більшого мозку приматів, включаючи людей, впливаючи на метаболізм мозку та потенційно сприяючи розвитку розладів нервової системи.
Зв’язок між кишковими бактеріями та розміром мозку
Десятиліттями вчених мучила таємниця: чому люди мають непропорційно більший мозок, ніж інші примати? Для цього потрібна величезна кількість енергії, особливо глюкози, що змусило дослідників вивчити, чи могли зміни в мікробіоті кишечника підтримувати цей еволюційний стрибок. Недавнє дослідження, опубліковане в Proceedings of the National Academy of Sciences, надає переконливі докази того, що кишкові бактерії можуть безпосередньо впливати на роботу мозку та експресію генів.
Для перевірки гіпотези в дослідженні використовувалися мікроби, які не мають власної кишкової флори. Дослідники пересадили мишам кишкові бактерії трьох видів приматів — людини, білочої мавпи (великий мозок) і макаки (маленький мозок). За кілька тижнів стали помітні значні відмінності в експресії генів мозку. Миші, колонізовані кишковими мікробами людини або білки мавпи, продемонстрували підвищену активність генів, пов’язаних з виробництвом енергії та синаптичною пластичністю, тобто здатністю мозку до навчання. Навпаки, миші з мікробами кишківника макаки мали нижчу активність у тих самих процесах.
Моделювання мозку приматів мишкою
Найбільш вражаючим відкриттям було те, що моделі експресії генів мозку у мишей дуже збігалися з тими, що спостерігалися у справжніх видів приматів. За словами дослідниці Північно-західного університету Кеті Амато: «Ми змогли зробити мозок мишей схожим на мозок приматів, від яких походять мікроби». Це вказує на прямий причинно-наслідковий зв’язок між складом кишкової мікробіоти та розвитком мозку.
Справа не лише у великих мізках. Дослідники також виявили, що миші з кишковими мікробами від приматів з меншим мозком демонстрували моделі експресії генів, пов’язані з розладами розвитку нервової системи, включаючи СДУГ, шизофренію, біполярний розлад і аутизм. Хоча зв’язок між здоров’ям кишечника та цими захворюваннями спостерігався раніше, це дослідження показує, що мікробіота може причинно сприяти їх розвитку.
Наслідки для здоров’я людини та еволюції
Це дослідження має важливе значення для нашого розуміння еволюції людини. Якщо енергетичні потреби людського мозку задовольнялися, принаймні частково, адаптацією мікробіоти кишечника, це означає, що ранні люди, можливо, покладалися на певні мікробні спільноти для підтримки когнітивного розвитку. Якщо людський мозок не піддається впливу відповідних мікробів на ранньому етапі життя, його розвиток може бути змінено, потенційно збільшуючи ризик розладів нервової системи.
«Це дослідження надає додаткові докази того, що мікроби можуть причинно сприяти цим розладам — зокрема, кишкова мікробіота формує функцію мозку під час розвитку». — Доктор Кеті Амато
Отримані результати підкреслюють важливість здорової кишкової мікробіоти для оптимальної роботи мозку та підкреслюють потенційну роль раннього впливу мікробів у формуванні неврологічного розвитку. Потрібні подальші дослідження, щоб повністю зрозуміти складний зв’язок між кишковими мікробами, метаболізмом мозку та умовами розвитку нервової системи, але це дослідження є значним кроком до розкриття еволюційних коренів людського інтелекту.
Дослідження базується на попередніх висновках, які показали, що мікроби від приматів з великим мозком, якщо їх ввести в організм мишей-господарів, виробляли більше метаболічної енергії в мікробіомі хазяїна — передумова для розвитку та функціонування великого мозку, що є енергетично дорогим.
