العلاقة بين ميكروبيوم الأمعاء وذكاء الدماغ البشري

تظهر الأبحاث الجديدة أن ميكروبيوم الأمعاء يلعب دورًا حاسمًا في تشكيل وظائف الدماغ والذكاء البشري.

سر الذكاء البشري؟ قد يكون في أمعائنا

أظهرت دراسة جديدة أن التغيرات في ميكروبيوم الأمعاء يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على كيفية عمل الدماغ، مما يكشف عن وجود علاقة قوية بين الميكروبات ونشاط الدماغ.

حجم الدماغ ومتطلبات الطاقة

يتمتع البشر بأكبر حجم دماغ مقارنة بحجم الجسم مقارنة بأي رئيس آخر، ومع ذلك لا يزال العلماء لا يعرفون سوى القليل عن كيفية تطور الثدييات ذات الأدمغة الكبيرة لتلبية متطلبات الطاقة الهائلة اللازمة لنموها والحفاظ عليها.

أبحاث جديدة من جامعة نورث وسترن

قدم الباحثون في جامعة نورث وسترن الآن أول دليل تجريبي مباشر على أن ميكروبيوم الأمعاء يساعد في تشكيل الاختلافات في وظائف المخ بين الأنواع الرئيسية.

وقالت كاتي أماتو، الأستاذة المساعدة في الأنثروبولوجيا البيولوجية والباحثة الرئيسية في الدراسة: “تظهر دراستنا أن الميكروبات تعمل على سمات ذات صلة بفهمنا للتطور، وخاصة تطور العقول البشرية”.

البناء على أبحاث الميكروبيوم السابقة

تعتمد النتائج الجديدة على عمل سابق من مختبر أماتو، والذي أظهر أن ميكروبات الأمعاء من الرئيسيات ذات الأدمغة الكبيرة تنتج المزيد من الطاقة الأيضية عند نقلها إلى الفئران. هذه الطاقة الإضافية ضرورية لأن العقول تحتاج إلى قدر كبير من الوقود لتتطور وتعمل.

زرع ميكروبات الرئيسيات في الفئران

ولاختبار ذلك، أجرى الفريق تجربة معملية خاضعة لرقابة مشددة. لقد أدخلوا ميكروبات أمعاء من نوعين من الرئيسيات ذات الدماغ الكبير (القرد البشري والسنجاب) ونوع واحد من الرئيسيات صغير الدماغ (المكاك) إلى فئران لا تحتوي على ميكروبات خاصة بها.

وبعد ثمانية أسابيع، لاحظ الباحثون اختلافات واضحة في نشاط الدماغ. أظهرت الفئران التي تلقت ميكروبات من الرئيسيات ذات الدماغ الصغير أنماطًا متميزة من وظائف المخ مقارنة بالفئران التي تلقت ميكروبات من الرئيسيات ذات الدماغ الكبير.

التغيرات في جينات الدماغ ومسارات التعلم

وفي الفئران التي أعطيت ميكروبات من الرئيسيات ذات الدماغ الكبير، وجد العلماء نشاطًا أعلى في الجينات المرتبطة بإنتاج الطاقة واللدونة التشابكية، وهي العملية التي تسمح للدماغ بالتعلم والتكيف. وكانت هذه المسارات نفسها أقل نشاطًا بكثير في الفئران التي تلقت ميكروبات من الرئيسيات ذات الأدمغة الأصغر.

“الأمر المثير للاهتمام للغاية هو أننا تمكنا من مقارنة البيانات التي حصلنا عليها من أدمغة الفئران المضيفة مع بيانات من قرود المكاك الفعلية والأدمغة البشرية، ومما أثار دهشتنا أن العديد من الأنماط التي رأيناها في التعبير الجيني لدماغ الفئران كانت نفس الأنماط التي شوهدت في الرئيسيات الفعلية نفسها”، قال أماتو. “وبعبارة أخرى، تمكنا من جعل أدمغة الفئران تبدو مثل أدمغة الرئيسيات الفعلية التي جاءت منها الميكروبات.”

روابط لظروف النمو العصبي

وكشف الباحثون أيضًا عن نتيجة أخرى غير متوقعة. أظهرت الفئران التي تلقت ميكروبات من الرئيسيات ذات الأدمغة الصغيرة أنماط التعبير الجيني المرتبطة باضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه، والفصام، والاضطراب ثنائي القطب، والتوحد.

وقد وجدت الدراسات السابقة وجود ارتباطات بين حالات مثل مرض التوحد والاختلافات في تكوين ميكروبيوم الأمعاء. ومع ذلك، فإن الأدلة المباشرة على أن ميكروبات الأمعاء تساهم في هذه الحالات كانت محدودة.

وقال أماتو: “تقدم هذه الدراسة المزيد من الأدلة على أن الميكروبات قد تساهم بشكل سببي في هذه الاضطرابات – وعلى وجه التحديد، فإن ميكروبيوم الأمعاء يشكل وظيفة الدماغ أثناء النمو”. “بناءً على النتائج التي توصلنا إليها، يمكننا التكهن بأنه إذا تعرض الدماغ البشري لتصرفات الميكروبات “الخاطئة”، فإن تطوره سيتغير، وسنرى أعراض هذه الاضطرابات، أي إذا لم تتعرض للميكروبات البشرية “الصحيحة” في بداية الحياة، فسيعمل دماغك بشكل مختلف، وهذا قد يؤدي إلى ظهور أعراض هذه الحالات”.

الآثار المترتبة على نمو الدماغ وتطوره

يعتقد أماتو أن النتائج يمكن أن يكون لها آثار سريرية مهمة، خاصة لفهم أصول بعض الاضطرابات النفسية ورؤية تطور الدماغ من خلال عدسة تطورية.

“من المثير للاهتمام التفكير في تطور الدماغ لدى الأنواع والأفراد والتحقق مما إذا كان بإمكاننا النظر إلى الاختلافات المستعرضة بين الأنواع في الأنماط واكتشاف القواعد الخاصة بالطريقة التي تتفاعل بها الميكروبات مع الدماغ، وما إذا كان من الممكن ترجمة القواعد إلى تطور أيضًا.”

تم نشر الدراسة التي تحمل عنوان “الميكروبات المعوية لدى الرئيسيات تحفز تغييرات تطورية بارزة في النمو العصبي للفأر” وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية.

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily

تقدم هذه الدراسات رؤى جديدة حول العلاقة بين الميكروبات وصحة الدماغ، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم التطور البشري.