Некоторые функции нашего мозга тесно связаны с деятельностью кишечных бактерий. Последние, к примеру, помогают бороться с вирусами и могут провоцировать развитие болезни Паркинсона.
Более того, кишечные бактерии влияют на наше психическое здоровье: помогают справиться с тревожностью и защищают нас от депрессии.
Новую интригующую связь такого рода описала команда американских учёных.
Оказалось, кишечные бактерии помогают мышам преодолевать страх. А при нарушении баланса микробиоты грызуны не в состоянии избавиться от пугающих воспоминаний.
В ходе работы исследователи "прививали" животным боязнь определённого звука: когда подопытные слышали его, они каждый раз получали не слишком сильный, но всё же весьма ощутимый удар током по лапкам. В результате мыши привыкли ассоциировать звук с болевыми ощущениями и замирали в страхе, когда он раздавался. Это пример условного рефлекса, развитого по классическому методу Павлова.
В том случае, если животные слышат пугающий звук несколько раз, но не получают удар током, они постепенно перестают его бояться. Иными словами, условный рефлекс исчезает (в английском языке такая реакция называется extinction learning, "обучение угасания").
Однако в самом начале исследования часть грызунов получила мощные антибиотики, уничтожившие большую часть их кишечных бактерий. После этого учёные провели серию экспериментов, описанных выше. Что интересно, у этих животных условный рефлекс не исчез: они продолжали вздрагивать и замирать, услышав пугающий звук, хотя боли при этом уже не испытывали.
Тем временем у мышей из контрольной группы, у которых кишечная микробиота не была уничтожена антибиотиками, рефлекс, связанный со страхом перед звуком, исчез через три дня.
Получив такие необычные данные, специалисты изучили срезы тканей мозга грызунов. В миндалевидном теле и префронтальной коре (областях, связанных со страхом и обучением) они наблюдали изменение нейронной активности. В частности, некоторые из так называемых возбуждающих нейронов не могли надлежащим образом образовывать дендритные шипики и синаптические контакты.
Между тем способность создавать новые синапсы и поддерживать уже существующие является ключевой частью синаптической пластичности – процесса, критически важного для обучения и памяти, в котором сила синаптических связей меняется в ответ на изменение активности нейронов.
Более того, у животных с нарушенным составом кишечных бактерий изменилась экспрессия некоторых генов, имеющих решающее значение для синаптической пластичности.
Также у мышей, которые получали антибиотики, было снижено количество четырёх соединений (метаболитов), вырабатываемых кишечными микробами и помогающих нейронам функционировать должным образом, чтобы забыть о страхе. Примечательно, что два из этих соединений связаны с психоневрологическими расстройствами, такими как шизофрения и аутизм.
Специалисты поясняют: бактерии не только влияют на функционирование кишечника, но и отвечают за передачу определённых химических сигналов, важных для нормального функционирования мозга. Когда же баланс кишечной микробиоты нарушился, это в значительной мере повлияло на адаптацию животных к стрессу.
Впрочем, важно отметить, что такое изменение может произойти только при очень специфических обстоятельствах и при серьёзном нарушении баланса кишечных бактерий, уточняет микробиолог Эндрю Холмс (Andrew Holmes) из Сиднейского университета, не принимавший участия в этой работе.
Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, улучшает понимание таких состояний как посттравматическое стрессовое расстройство и хроническая тревожность.
В дальнейшем специалисты хотят подробнее изучить, как соединения, вырабатываемые кишечными бактериями, изменяют активность мозга, и какие конкретно виды микроорганизмов играют ключевую роль в процессе избавления мозга от пугающих и тревожных воспоминаний.
Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали, почему страхи и травмирующие воспоминания возвращаются и как превратить плохие воспоминания в хорошие. Писали мы и о том, что от страхов и фобий может избавить магнитная стимуляция мозга, виртуальная реальность, трансплантация клеток мозга и даже паразиты.
