Новое исследование показывает, что микробиом кишечника младенца может давать ключ к пониманию того, как контролировать и поддерживать здоровое неврологическое развитие.
Почему некоторые дети реагируют на предполагаемую опасность сильнее, чем другие? Согласно новым исследованиям Мичиганского университета и Университета Северной Каролины, ответ на этот вопрос можно найти в удивительном месте: в пищеварительной системе младенца.
Исследовательская группа обнаружила, что микробиом кишечника отличается у младенцев с выраженной реакцией страха и у младенцев с более мягкой реакцией.
Эти реакции страха - то, как человек реагирует на пугающую ситуацию - в раннем возрасте могут быть индикаторами будущего психического здоровья. Появляется все больше данных, связывающих неврологическое благополучие с микробиомом кишечника. Новые данные свидетельствуют о том, что микробиом кишечника может однажды дать исследователям и врачам новый инструмент для мониторинга и поддержки здорового неврологического развития.
" Этот ранний период развития - время огромных возможностей для содействия здоровому развитию мозга", - говорит Ребекка Никмейер, руководитель исследования, опубликованного в Nature Communications. "Микробиом - это новая интересная мишень, которую можно потенциально использовать для этого".
Изучение этой связи и ее роли в реакции страха у животных заставило Никмайер и ее коллег искать нечто подобное у людей. А изучение того, как люди, особенно маленькие дети, справляются со страхом, очень важно, поскольку в некоторых случаях оно может помочь в прогнозировании психического здоровья.
"Реакция страха - это нормальная часть детского развития. Дети должны знать об угрозах в своем окружении и быть готовыми реагировать на них", - говорит Никмайер. "Но если они не могут подавить эту реакцию, когда они находятся в безопасности, они могут быть подвержены повышенному риску развития тревожности и депрессии в более позднем возрасте". На другом конце спектра реакций - дети с совершенно приглушенными реакциями страха могут в дальнейшем развить черствые, безэмоциональные черты, связанные с антисоциальным поведением, говорит Никмайер.
Чтобы определить, связан ли микробиом кишечника с реакцией страха у людей, Кникмайер и ее коллеги провели пилотное исследование с участием около 30 детей раннего возраста. Исследователи тщательно подбирали когорту, чтобы сохранить как можно больше факторов, влияющих на микробиом кишечника. Например, все дети находились на грудном вскармливании и никто из них не принимал антибиотики.
Затем исследователи охарактеризовали микробиом детей, проанализировав образцы кала, и оценили реакцию страха ребенка с помощью простого теста: наблюдая, как ребенок реагирует на то, что кто-то входит в комнату в маске для празднования Хэллоуина.
"Мы очень хотели, чтобы это было интересно и детям, и их родителям. Родители все время были рядом, и они могли присоединиться, когда захотят", - сказал Никмайер. "Это как раз те впечатления, которые дети могут получить в своей повседневной жизни". Собрав все данные, исследователи увидели значительные ассоциации между специфическими особенностями микробиома кишечника и силой реагирования младенцев на страх.
Например, дети с несбалансированным микробиомом в возрасте 1 месяца были более пугливыми, при этом в несбалансированных микробиомах доминировал небольшой спектр бактерий. Исследователи также обнаружили, что состав микробиоты в возрасте до 1 года ассоциирован с реакцией страха.
По сравнению с менее боязливыми детьми, у младенцев с повышенной реакцией было больше одних видов бактерий и меньше других.
Исследователи не обнаружили связи между микробиомом кишечника детей и тем, как дети реагировали на незнакомцев без масок. По словам Никмайер, это, скорее всего, связано с тем, что различные участки мозга участвуют в обработке потенциально пугающих ситуаций.
"В случае с незнакомцами существует социальный аспект. Поэтому дети могут испытывать социальную настороженность, но они не воспринимают незнакомцев как непосредственную угрозу", - говорит Никмайер. "Когда дети видят маску, они не воспринимают ее как нечто социальное. Это происходит в той части мозга, которая занимается быстрой и грубой оценкой".
В рамках исследования группа также проводила визуализацию мозга детей с помощью МРТ. Они обнаружили, что содержание микробного сообщества в 1 год было связано с размером миндалевидного тела, которое является частью мозга, участвующей в принятии быстрых решений при потенциальных угрозах.
Анализ полученных данных позволяет предположить, что микробиом может влиять на развитие и работу миндалевидного тела. Это одна из многих интересных возможностей, выявленных в ходе исследования.
"У нас есть прекрасная возможность поддерживать неврологическое здоровье на ранних стадиях", - сказала она. "Наша долгосрочная цель состоит в том, чтобы узнать, что мы можем сделать, чтобы способствовать здоровому росту и развитию", - отмечает Никмайер.
Alexander L. Carlson et al. Композиция микробиома кишечника младенца связана с несоциальным поведением при проявлении страха в экспериментальном исследовании (аннотация).
Экспериментальное манипулирование микробами кишечника в животных моделях изменяет поведение в отношении страха и соответствующую нейроциркуляцию. У людей первый год жизни является ключевым периодом для развития мозга, появления чувства страха и становления микробиома кишечника. Изменения в микробиоме кишечника младенцев ранее были связаны с когнитивным развитием, но их связь с проявлением страха и нейроциркуляцией неизвестна.
В этом экспериментальном исследовании 34 младенцев мы обнаружили, что состав микробиома кишечника в возрасте 1 года (более низкое содержание Bacteroides, более высокое содержание Veillonella, Dialister и Clostridiales) значительно связан с повышенным уровнем проявления страха при проведении эксперимента на несоциальный страх. Младенцы с повышенным обилием и пониженной однородностью микробиома в возрасте 1 месяца также демонстрируют повышенный уровень несоциального страха.
Данное исследование показывает ассоциации микробиома кишечника младенца с проявлением страха и возможные связи со структурами мозга, связанными со страхом, на основе небольшой когорты. Как таковое, оно представляет собой важный шаг в понимании роли микробиома кишечника в развитии поведения в состоянии страха у человека, но требует дальнейшего валидирования на большем количестве участников.
