Kathleen McAuliffe 2023年在 TEDxMarshallU 的演讲
我们一直在辩论这个问题。有自由意志之类的东西吗?我是我这艘船的船长吗?我是我自己命运的主人吗?
我不是哲学家。生物学是我的领域,从我的角度来看,显然有不止一个人掌舵。我指的是,
你体内有一半的细胞不含你自己的DNA。
它们属于细菌、原生动物、真菌和其他单细胞生物。
这些“微小租户”,统称为
人体微生物群,在肠道中最为丰富
,它们有助于消化并发挥许多其他基本功能。最神奇的是,它们与你的大脑“说话”。它们会影响你的心情、能量水平、食欲、记忆力,甚至是你的个性。
我可以自信地说这一点,归功于这样的老鼠,它们没有微生物。它们被称为泡泡鼠,因为它们在无菌设施中养成。
将它们的行为与普通小鼠进行对比,普通小鼠在出生时就被微生物定植,你会注意到惊人的差异。
普通小鼠好奇,学习能力强。
给它看一个新颖的物体,比如餐巾圈,它会围着这个物体转圈,兴致勃勃地闻一闻。把它放在迷宫里,它就会热衷于探索新的通道,并记住它去过的地方。
泡泡鼠则截然不同,它缺乏天生的好奇心,学习起来很慢,很快就会忘记
,同样倾向于偏爱熟悉的事物,而不是新的、令人兴奋的或不同的东西。事实上,如果它们年幼时与母亲分离,它们甚至不会抗议,这种创伤在普通老鼠身上会导致终生的紧张倾向。
但是,如果你在生命的早期用该菌株的正常微生物群来定植泡泡鼠,猜猜会发生什么?它们的行为会正常化。
我们不是老鼠。那么这些都适用于我们吗?实际上,大量的证据表明确实如此。
考虑一下这个。如果我将肠道细菌从超重的双胞胎转移到泡泡鼠身上,它们就会发胖。
将苗条的双胞胎的肠道细菌转移到泡泡鼠身上,给它们喂同样的鼠粮,它们会保持苗条状态。
同样,如果我将肠道细菌从抑郁症患者转移到泡泡鼠身上,它会表现出类似抑郁症的症状。例如,如果放置在水箱中,它会比接收非抑郁症患者的肠道细菌的老鼠更快地停止游泳。后者会一直试图逃跑。向绝望屈服还没那么快。
肠道细菌到底如何影响我们的感受和行为?它们其实有很多技巧,但这是最酷的一个 ——
肠道细菌会产生大量的精神活性化合物,包括六种神经递质。简而言之,肠道细菌可以与大脑交谈,因为我们的微生物和人体细胞,都说相同的语言。实际上,一些科学家认为这种语言实际上是由细菌发明的。
我应该指出,这种长途对话是由一条从肠道延伸到大脑的主要神经电缆促进的。它被称为
迷走神经
,它可以直接被细菌或它们产生的精神活性化合物激活。顺便说一句,这条电缆上约有80%的流量是从肠道流向大脑,而不是像人们长期以来所假设的那样反过来。
当然,肠道细菌也可以依靠循环系统将其精神活性化合物运送到大脑。还有一种非常重要的,尽管是间接的方式,助肠道细菌向大脑发出信号。那就是通过行为不端。
当侵略性细菌侵入肠壁时,免疫细胞会冲到现场。
令科学家惊讶的是,这些免疫细胞和相关化合物并不总是局限在肠道中,而是会进入大脑,引发炎症和抑郁症。
由于尚不为人知的原因,
炎症和抑郁通常是齐头并进的
。它们是破坏性的二人组。
有趣的是,一种快速发展的精神障碍治疗正好就是
迷走神经刺激(VNS)
。顾名思义,它需要通过植入胸部的电极对迷走神经进行电刺激。尽管这种疗法是独立于微生物群研究而发展起来的,但一些科学家认为,这种电流实际上可能模仿了肠道细菌对神经的影响。这是推测性的,但显而易见的是,
VNS可以增强肠道屏障,防止致病细菌突破肠道屏障并导致炎症反应扩散到大脑。
鼓舞人心的是,美国食品药品管理局已经批准VNS用于治疗对标准疗法无反应的严重癫痫和抑郁症。更重要的是,早期的临床试验表明,该疗法还可能使患有注意力缺陷多动障碍、强迫症和创伤后应激障碍的人受益。
在取得这些进展的同时,微生物群研究人员正试图通过改变肠道细菌的成分,或阻断这些生物产生的化学物质的作用来治疗精神障碍。为此,他们在查明各种神经精神疾病中究竟哪些细菌是好的哪些是坏的方面取得了令人兴奋的进展。
例如,
自闭症谱系障碍患者的血液中通常含有大量的细菌分子
,而在啮齿动物中,这种分子已被证明会加剧焦虑,甚至改变大脑的连通性。Axial Therapeutics,一家处于开发基于微生物群疗法前沿的公司,目前正在对一种旨在防止这种破坏性分子进入大脑的药物进行临床试验。目标是治疗自闭症儿童的易怒表现。
同时,酸奶中发现的一种名为罗伊特氏乳杆菌的细菌已被证明可以促进自闭症动物模型中的社交联系。
好细菌和坏细菌同样与肌萎缩性侧索硬化症(ALS)有关。这是一种神经退行性疾病,使伟大棒球运动员卢·格里格在其职业生涯巅峰瘫痪。
像他一样,大多数患者在被诊断出患有这种疾病后的短短几年内死亡。一小部分人活十年或更长时间。
在肌萎缩性侧索硬化症的动物模型中,以色列研究人员最近发现了两种加速疾病的细菌,和另一种可以减缓其发展的细菌。他们怀疑有益细菌的好处归因于它产生的一种叫做烟酰胺的维生素。
微生物群研究人员在揭示帕金森氏病的根本原因方面取得了更大的进展。如果你认识演员迈克尔·福克斯,如果你看过他的许多视频,你就会知道它的症状是颤抖、僵硬和步态不稳定。
众所周知,这种疾病涉及一种叫做α-突触核蛋白的蛋白质在大脑的这一部分的错误折叠。随着错误折叠的扩散,脑细胞开始死亡,症状恶化。
最大的谜团是,最初是什么原因导致了α-突触核蛋白(即帕金森氏蛋白),会被错误折叠。
最近,一些实验室聚焦在一个可能的罪魁祸首上。他们的研究表明,
有些人的肠道中含有一种大肠杆菌菌株,这种菌株会产生一种与帕金森氏蛋白非常相似的错误折叠化合物
。而且,当这种蛋白质的错误折叠变体被注射到易感啮齿动物的肠道中时,它会导致肠道内膜中的正常蛋白质错误折叠。
就像倒下的多米诺骨牌一样,这波错误折叠的蛋白质会慢慢地向迷走神经扩散,大约两个月后,你会看到结块的蛋白出现在和帕金森氏症患者大脑退化的部分相同的地方。最重要的是,这些对该疾病起源的新的了解为干预其进展提供了新的方法,毫无疑问,专家们非常兴奋。
当然,现在还为时过早。我们还不知道这一系列研究是否会带来成功的治疗方法,或者就此而言,我所描述的任何其他研究。但我想你会同意有理由感到乐观。
别的不说,我希望我已经说服你,
你的行为不仅是自上而下的控制的,而且是从下往上控制的
。简而言之,你称之为“我”的人实际上是“我们”。
编辑:朱宜
Kathleen McAuliffe
科学记者、作家
著有书籍《
寄生虫操纵的大脑
》
TED是一个致力于传播创意的非营利无党派平台,传播创意的通常方式是众多18分钟左右长的来自全球各地的精彩演讲。它开始于1984年一个跨界讨论科技、娱乐和设计的大会,其内容现已囊括几乎所有领域,并被翻译成一百多种语言。