摘要：“微生物组研究已经开始向我们展示肠道和大脑如何交流以影响行为和整体健康状况，”该研究的合著者、芝加哥西北大学生物人类学副教授凯瑟琳·阿马托 （Katherine Amato） 说。

一项针对小鼠的新实验室研究表明，像人类这样的灵长类动物在生活在肠道中的微生物的帮助下进化出了巨大的大脑。

肠道微生物组可能是包括人类在内的灵长类动物大脑进化出更大大脑的重要驱动力。 （图片来源：Andriy Onufriyenko 来自 Getty Images）

一项新的研究表明，生活在肠道中的微生物群落，被称为肠道微生物组，可能推动了人类巨大大脑的进化。

“微生物组研究已经开始向我们展示肠道和大脑如何交流以影响行为和整体健康状况，”该研究的合著者、芝加哥西北大学生物人类学副教授凯瑟琳·阿马托 （Katherine Amato） 说。

“然而，这项研究更进一步表明，肠道中发生的事情实际上可能是让我们的大脑在进化过程中发展的基础，”

研究发现，人类肠道微生物更有效地将食物转化为大脑的能量。然而，Amato 承认，这项研究是在小鼠身上完成的，需要多次跳跃才能推断出数百万年前发生的事情，当时我们的大脑还在进化。

多年来，大量研究表明肠道微生物组如何影响人类健康和疾病，包括我们的新陈代谢。肠道微生物在分解我们吃的食物并从中释放能量方面起着关键作用。肠道微生物组组成的变化——即不同微生物的比例——也与肥胖和相关疾病的发展有关。

在实验室实验中，科学家们用从大脑较大的灵长类动物（即人类 （Homo sapiens）和松鼠猴 （Saimiri boliviensis））或猕猴 （Macaca mulatta） 的粪便样本中采集的肠道微生物接种小鼠，它们是大脑较小的灵长类动物。然后，研究人员测量了啮齿动物的生理机能如何随着时间的变化而改变它们的新肠道微生物。

总体而言，研究人员发现，与具有猕猴微生物的小鼠相比，具有人类肠道微生物的小鼠和松鼠猴吃的食物更多，但生长速度更慢，体脂更少。第一组小鼠还产生了更多的葡萄糖——糖是大脑的主要能量来源。

研究人员在 12 月 2 日发表在《微生物基因组学》（Microbial Genomics）杂志上的一篇论文中报告说，由于较大的大脑需要更多的葡萄糖，这一发现表明，肠道微生物可能会以某种方式驱使宿主吃更多的食物，然后将多余的能量引导到大脑。

这项新研究发现，来自大脑较大的灵长类动物的肠道微生物会改变宿主的新陈代谢，使其有利于燃烧能量，而不是将其储存在脂肪中。（图片来源：koto_feja via Getty Images）

然而，研究人员说，需要更多的数据来准确了解肠道微生物如何影响大脑大小。

在同一项研究的不同实验中，小鼠的粪便样本显示，大脑灵长类动物的肠道微生物似乎比猕猴产生的某些分子（如短链脂肪酸）的量更高。像这样的分子可能以某种方式参与了这种肠脑串扰。先前的研究表明，短链脂肪酸会影响大脑功能。

Amato 说，新发现只是“拼图的一部分”，还有许多悬而未决的问题。她说，首先，微生物并不是唯一可以影响宿主生物学的因素。

她补充说，宿主体内某些基因活性的变化以及它们的饮食会影响新陈代谢和大脑。这些因素都与微生物组相互关联并相关联;例如，微生物可以影响宿主体内某些基因的活性，而宿主吃的食物可以改变其微生物组的组成。

此外，Amato 承认，很难知道我们祖先的肠道微生物组与研究中现代人和猴子的肠道微生物组有何不同。

她指出，随着时间的推移，我们的生理和饮食变化可能与微生物组的同步调整有关。她认为，就与大脑大小的这种联系而言，我们现在看到的可能是多年进化的副产品。

“微生物组领域最有趣的发现之一是肠道和大脑之间的联系，”亚利桑那州立大学（Arizona State University）微生物组健康学院副教授铃木太一（Taichi Suzuki）说，他没有参与这项研究。

“这项研究支持一个新的假设，即微生物组的变化可能通过新陈代谢和能量分配的差异来影响大脑大小，可能在更大大脑的进化中发挥作用，”

但仍有一些问题有待回答。

“正如作者承认的那样，这项研究的一个局限性是它只包括三名具有不同大脑大小的灵长类动物供体，”铃木说。“看到这种模式是否在包括其他物种的情况下成立，以进一步探索这个迷人的假设，这将是令人兴奋的。”

来源：阳阳聊科学