脑子不好使？修复大脑最好的方法是改善肠道和养好肠道细菌
2015年，在美国芝加哥召开的神经科学学会年会上，来自爱尔兰科克大学的Andrew Patrick Allen博士报告了他们团队的一项研究，他们让22位男性志愿者服用一种药丸，连续服用4周后，通过问卷调查发现，他们感觉自己日常压力减少，在视觉记忆任务中也表现更好。这一结果引起了广泛关注，因为这个药丸不是由制药企业合成的某种精确的化学分子，而是细菌。
近年来，人们对于曾经让人谈之色变的细菌的态度有了大大的转变，从延误恐惧到把它们当成了大受欢迎的健康卫士，帮助我们养好身体上的细菌已然成为了一大产业。这些细菌可能不仅仅是帮助我们保持身体健康，它们也能改变我们的思想和情绪。最近的许多研究已经开始提示生活在我们肠道中的细菌可以改变我们大脑的工作方式。这些发现给我们提出一个与心理健康密切相关的问题：我们是否可以通过养好我们身体上的细菌来安抚我们的大脑，来治疗心理疾病、减轻精神痛苦呢?
细菌影响行为
科学家们通过改变居住在肠道中的细菌，成功改变了实验动物和少数人的行为。微生物干预使得原本焦虑的小鼠变得大胆，使得原本害羞的小鼠变得喜欢与其它鼠交往。给大鼠移植抑郁症患者的肠道细菌后也表现出抑郁的表型。在少数人类志愿者中进行的研究也表明服用一些特定种类的细菌能够改变大脑的活性和缓解焦虑。虽然这些还只是初步的结果，但是这些结果都表明肠道内合适的细菌可能让您心情舒畅，甚至可能能够对抗某些精神疾病，包括焦虑和抑郁等。反之，不合适的细菌则可能让您郁郁寡欢。
这一观点听起来似乎是说我们的情绪受到细菌的控制，有点不可思议。但是仔细想想，微生物其实早于人类而存在，我们和细菌一起进化，就像相互缠绕在一起的一对连枝树，一起生长，相互适应，形成一个和谐共生的生态系统。我们身体上的微生物是与生俱来的。大家可能会想，到底是它们控制着我们，还是我们控制着它们。事实上没有谁控制谁，微生物与我们的身体相互交流，共同决定我们的健康。但是要弄清楚微生物与宿主之间究竟如何交流，怎么样才能改变它们之间的交流方式以促进我们的心理健康，并不是一件容易的事。首先，没有人确切的知道健康的肠道菌群组成究竟是什么样的，而且不同个体之间的健康菌群组成可能也是不一样的；其次，要将微生物移植到肠道中并让其定植下来也不是一件容易的事。
爱尔兰科克大学的神经学家John Cryan教授一直试图阐明微生物如何影响我们的大脑，他说虽然目前的研究还很基础，但是结果却很振奋人心，都那么不可思议，却又引人入胜。Cryan及其同事正在积累证据，希望将来能够通过细菌来解决人们的心理健康问题。
研究的历史渊源
精神病学家Ted Dinan教授十分关注2000年5月发生在加拿大沃克顿的一个悲剧。洪水导致这个小城镇的饮用水被大肠杆菌和弯曲杆菌污染，这是两株非常危险的细菌。大约一半的人口染病，少数人死亡。对于大多数居民来说，疾病虽然是短暂的，大约平均10天左右，但是数年后，科学家再次调查该地区居民的健康时发现了一些令人吃惊的问题，他们抑郁症的发病率非常显著的升高。由此，Dinan教授怀疑是感染导致了抑郁。
其它一些臭名昭著的细菌也与抑郁联系到了一起，比如梅毒和牛相关的布鲁氏菌病背后的那些细菌，因为病人总是感到很沮丧。Dinan教授认为失衡的微生物群可能损害人们的心理健康。
无菌小鼠的研究
无菌小鼠通常表现出各种奇怪的行为方式，例如反社会的倾向、记忆问题和鲁莽草率等。果蝇体内的微生物还能影响它们对配偶的选择；刺蜂的微生物会影响它们的繁殖，防止不同物种的融合。这些结果表明，微生物可能以某种复杂而广泛的方式影响动物的行为。
无菌小鼠的关键脑区与正常小鼠不同
基于无菌小鼠的研究发现，肠道细菌对于大脑发育至关重要。与正常小鼠相比，无菌小鼠在几个关键脑区的发育都受到影响。
纹状体：纹状体是参与运动和情绪反应的脑区，无菌小鼠的纹状体中神经递质多巴胺和五羟色胺发生改变。在纹状体中更容易形成新的连接。这些改变可能导致无菌动物的运动和探索行为异常。
海马：海马参与学习和记忆的脑区，无菌小鼠的海马中脑源性神经营养因子（BDNF）的水平降低，这些小鼠通常表现出记忆问题。
杏仁核：杏仁核是参与情绪反应的脑区，无菌小鼠的杏仁核中五羟色胺，BDNF和其它一些信号分子的水平发生改变，这些改变可能导致冒险行为的增加。
下丘脑：下丘脑参与大脑的应激反应，无菌小鼠下丘脑的促肾上腺皮质激素释放因子和促肾上腺皮质激素的水平升高，这些改变可能加剧动物的应激反应。
细菌是神经递质的小工厂
细菌究竟如何给大脑传递信息还不是很清楚，不过科学家们已经发现了一些可能的交流通道。肠道细菌能产生一些化学物质，这些化学物质也是大脑细胞用来互相通讯的信息素。从化学方面讲，肠道微生物和大脑实际上使用同一种“语言”进行交流。许多细菌能够产生脑内用于传递信息的神经递质，例如五羟色胺，去甲肾上腺素和多巴胺等。细菌也能改变中枢神经系统对这些化学物质的利用。Cryan教授说肠道微生物是一个生产多种神经活性物质的小工厂。
肠道和大脑之间的信号可能沿迷走神经传递，迷走神经是连接肠道和大脑的高速路。虽然科学家们还不能清楚的理解信息如何沿着迷走神经传递，但是他们知道迷走神经是至关重要的。2011年的一项研究发现，切断小鼠的迷走神经，细菌就不再影响它们的行为。当肠道与大脑之间的信息发生改变时，问题也会随之出现。
新细菌，新行为
重庆医科大学的谢鹏教授团队比较分析了58例抑郁症患者和63例健康对照的肠道微生物，发现其肠道微生物的组成存在明显差异，主要表现为硬壁菌门、拟杆菌门和放线菌门的细菌丰度发生改变。同时，交换肠道微生物也能够影响行为。研究人员将抑郁症患者的粪便菌群移植到无菌小鼠中，使得原本无忧无虑的小鼠很快开始表现出抑郁和焦虑的迹象，而移植健康人粪便菌群的小鼠的行为则没有明显的变化。Dinan教授及其同事也发现了类似的结果。这些研究都提示肠道微生物的改变可能是抑郁发生的罪魁祸首。
粪菌移植的研究结果表明，从某种意义上说，抑郁症甚至是其它精神疾病是可以“传染”的。交换微生物可能造成精神疾病的发生也由此带来了一些新的问题，比如粪菌移植最近成为一种强有力的治疗严重肠道感染的方式，粪菌捐赠者也应该筛查精神疾病以及其它可能的“传染性”疾病的病史。胃肠病学家会严格检查HIV病毒和丙型肝炎病毒，因为他们不希望引起感染，现在看来，捐赠者的精神状态也应该是值得考虑的一个方面。
粪便移植是一个比较极端的改变肠道微生物的方式。但也有一些研究表明，引入一种或少数几种细菌也能改变大脑的工作方式。其中的一个例子就是在文章开头我们提到的在2015年芝加哥神经科学学会年会上的报告。22名健康的男性志愿者服用含有Bifidobacterium longum的益生菌胶囊一个月后，感觉日常压力减小，在压力情况下应激激素皮质醇的水平也较低。服用益生菌后，他们是视觉记忆测试中的表现也有轻微的改善，脑电图结果也显示表现出与记忆能力改善有关的脑波特征。研究人员曾经在小鼠实验中发现了类似的结果，现在这一结果在人身上得到了验证，下一步的重点是从机理上解释这些特定的细菌为什么能影响我们的行为，以及这一效果能否应用到那些具有高度焦虑的人群身上。
细菌也能以一种更美味的形式存在，那就是酸奶。2013年一项发表在《Gastroenterology》杂志上的研究发现，益生菌发酵的酸奶能够影响大脑的活动。让12名健康的女性每天早上和晚上服用酸奶，连续一个月，结果发现她们在面对生气或恐怖的表情图片时大脑的反应不如对照组强烈。大脑反应是通过功能性核磁共振来测量的，通过检测血流量的变化来反应神经元的活动。研究人员提到目前还不清楚服用酸奶后，大脑活动的这种改变到底是好还是坏，尤其是因为这项研究的参与者都是些没有遭受焦虑困扰的健康女性。尽管如此，这一结果也给我们提出一个疑问：益生菌是否能改变我们的情绪？当我们感觉不好时它们能否让我们感觉更好？
到目前为止，相关的人类临床研究还非常少。但是随着实验动物研究的越来越深入，我们难以再忽视细菌对人类情绪的影响。我们认为这一过程肯定在发生，只是相当复杂而且可能十分微妙，以至于我们难以发觉。当我们服用抗生素时，当我们因为细菌感染而患病时，甚至当我们改变饮食的情况下，我们的情绪都可能发生明显的改变。
细菌与大脑双向交流
如果事实证明细菌可以影响我们的大脑和行为，即使只是以一种非常微妙的方式，它也并不意味着我们只能被动的任由微生物居民的摆布，我们也可以通过影响微生物来改善我们的行为。
一个最简单的方法是食物：补充益生菌，比如酸奶或酸乳酒；选择含有益生元的食物，如高纤维食物、大蒜、洋葱、芦笋等。通过这些简单的方法来促进我们体内有益微生物的生长，进而增进我们的健康。通过健康的饮食来促进我们的健康历史悠久，西方医学之父希波克拉底有一句至理名言“让食物成为你的药物，而不要让药物成为你的食物”，大概就是这个意思吧，或许希波克拉底当年就已经意识到肠道微生物对我们健康的重要性。
对抗压力或许是另一种改变肠道微生物的方式。Tillisch及其同事通过小鼠研究发现，应激特别是生命早期的应激能够改变肠道微生物的组成。Tillisch及其同事也正在测试一个叫做正念减压的放松技巧对肠道微生物组的影响。对于患有肠道疼痛和不适的人群，冥想训练可以在临床上减轻他们的症状和改变他们大脑的活动，研究人员怀疑冥想训练也可能改变他们的肠道微生物，他们正在测试这一假设。
如果我们的情绪能够影响我们的微生物而我们的微生物也能影响我们的情绪，那么我们去争论到底谁控制谁就毫无意义了。美国范德堡大学精华生物学家Bordenstein及其同事2015年在《PLos Biology》杂志上发表论文提出，“我”的定义应该扩大，应该把微生物加入进来。“我”应该包括身体内和身体表面的微生物，可以叫做“共生生物体（holobiont）”。这一观点将有助于改变科学家对人这一高等动物的看法，进而导向更深入的认知。诚如美国名医Mark Hyman所说：“修复大脑最有用的工具就是修复肠道！” 若想维持终生清醒而且有用的头脑，那就请你先细心照顾好你的肠道和肠道细菌！
参考文献：
A.P. Allen et al. Towards psychobiotics for stress & cognition: Bifidobacterium Longum blocks stress-induced behavioural and physiology changes and modulates brain activity and neurocognitive performance in healthy human subjects. Society for Neuroscience annual meeting. Chicacgo, IL. October 18, 2015.
K. Tillisch et al. (2013). Consumption of fermented milk product with probiotic modulates brain activity. Gastroenterology. 144(7): 1394-1401.
J. K. Marshall et al. (2010). Eight year prognosis of postinfectious irritable bowel syndrome following waterborne bacterial dysentery. Gut. 59(5): 605-611.
J. F. Cryan and T. G. Dinan. (2012). Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nature Reviews Neuroscience. 13(10): 701-712.
P. Zheng et al. (2016). Gut microbiome remodeling induces depressive-like behaviors through a pathway mediated by the host's metabolism. Molecular Psychiatry 21(6): 786-796.
T. G. Dinan et al. (2015). Collective unconscious: How gut microbes shape human behavior. Journal of Psychiatric Research. 63: 1-9.
S. R. Bordenstein and K. R. Theis. (2015). Host biology in light of the microbiome: Ten principles of holobionts and hologenomes. PLOS Biology. 13(8): e1002226.