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《PNAS》你的肠道微生物可能正在悄然改变你的大脑运作方式

来源：作者：人气：-发表时间：2026-01-12 10:58:00【大中小】

摘要：研究提供了新的证据，表明灵长类动物肠道微生物群在不同物种间存在差异

一项新的研究表明，改变肠道内微生物群落可以影响大脑功能。

人类是灵长类动物中脑容量与体型比例最大的，但科学家们仍然没有完全了解拥有更大脑容量的物种是如何进化出满足大脑发育和维持所需高能量消耗的方法的。

西北大学的研究人员现在提供了第一个直接证据，证明肠道微生物群有助于塑造灵长类动物不同物种的大脑功能差异。

图1 人类肠道微生物组与健康不平等

“我们的研究表明，微生物正在影响与我们理解进化，特别是人类大脑进化相关的特征，”生物人类学副教授兼该研究的主要负责人Katie Amato说。

这项研究建立在Katie Amato实验室早期研究的基础上，该研究表明，将来自脑容量较大的灵长类动物的肠道微生物移植到小鼠体内后，可以增加宿主微生物组中可用的代谢能量，这对于维持大脑的正常运转至关重要。在新研究中，研究团队将重点放在大脑本身，测试来自脑容量相对不同的灵长类动物的微生物是否能够直接改变宿主小鼠的大脑功能。

在严格控制的实验室实验中，科学家们将两种大脑较大的灵长类动物（人类和松鼠猴）和一种大脑较小的灵长类动物（猕猴）的肠道微生物引入到自身没有微生物的小鼠体内。

八周后，差异显现出来。携带来自脑容量较小灵长类动物的微生物的小鼠，与携带来自脑容量较大灵长类动物的微生物的小鼠相比，表现出截然不同的脑部活动模式。

接种了来自大脑灵长类动物的微生物的小鼠，其大脑中与能量产生和突触可塑性（大脑学习的物理过程）相关的基因活性更高。而接种了来自小脑灵长类动物的微生物的小鼠，其这些通路中的基因活性则较低。

“最有趣的是，我们能够将从宿主小鼠大脑中获得的数据与猕猴和人类大脑的实际数据进行比较，令我们惊讶的是，我们在小鼠大脑基因表达中观察到的许多模式与在灵长类动物自身中观察到的模式相同，”Katie Amato说。“换句话说，我们能够使小鼠的大脑看起来像微生物来源的灵长类动物的大脑。”

图2 在人生的不同阶段，多层面的歧视经历很可能通过各种途径影响微生物组的结构与功能

研究人员的另一项惊人发现是，在携带来自脑容量较小的灵长类动物的微生物的小鼠的基因中，存在与多动症、精神分裂症、双相情感障碍和自闭症相关的基因表达模式。

虽然现有证据表明自闭症等疾病与肠道微生物群的组成之间存在相关性，但缺乏数据表明肠道微生物对这些疾病有影响。

Katie Amato表示：“这项研究提供了更多证据，表明微生物可能与这些疾病存在因果关系——具体来说，肠道微生物群在发育过程中影响着大脑功能。根据我们的发现，我们可以推测，如果人脑暴露于‘错误’微生物的作用下，其发育就会发生改变，并出现这些疾病的症状；也就是说，如果在生命早期没有接触到‘正确’的人体微生物，大脑的运作方式就会有所不同，这可能会导致这些疾病的症状。”

影响和后续步骤

Katie Amato认为，进一步探索某些心理疾病的起源，并从进化的角度研究微生物如何影响大脑生理，具有临床意义。

“思考物种和个体的大脑发育很有趣，我们可以观察不同物种间的差异模式，发现微生物与大脑相互作用的规律，以及这些规律是否也能应用于发育过程。

参考资料

[1] The human gut microbiome and health inequities