Известно, что кишечник и мозг взаимодействуют двунаправленно и сложным образом.
В последнее время в биологической и нейронауке появились захватывающие исследования, посвященные тому, как микробиом кишечника влияет на поведение, познание и работу мозга своего хозяина. В частности, социальное поведение, по-видимому, тесно связано с взаимодействием кишечника и мозга. Социальные взаимодействия формируют состав микробиома, но микробиом также может модулировать социальное поведение.
Все больше исследований на животных моделях связывают разнообразие и состав микробиома кишечника с социально-аффективным поведением, а также с клиническими состояниями. Например, предыдущие исследования на животных показали, что у безмикробных мышей наблюдаются социальные нарушения и снижение тревожно-подобного поведения. Имплантация микробиоты людей с расстройством аутистического спектра безмикробным мышам привела к проявлению аутистического поведения, а имплантация фекалий дисбиотических пациентов с алкогольной зависимостью вызвала у мышей социальные нарушения, зеркально отражающие аффективные и социальные трудности, наблюдаемые у этих пациентов.
В недавнем исследовании на людях было обнаружено, что альфа-разнообразие микробиома кишечника (т.е. разнообразие различных микробов в пределах одного образца) ниже у пациентов с депрессивными симптомами, а бета-разнообразие микробиома кишечника (т.е. разнообразие различных микробов между двумя образцами) значительно выше у пациентов с расстройством аутистического спектра. В совокупности все эти исследования позволяют предположить, что микробиом кишечника может играть модулирующую роль в социальном познании и поведении.
Недавно Хильке Плассманн и ее коллеги из Парижского института мозга показали, что изменения в микробиоте кишечника могут влиять на наше восприятие справедливости и отношение к другим людям. Их выводы опубликованы в журнале PNAS Nexus. «Имеющиеся данные позволяют предположить, что кишечная экосистема взаимодействует с центральной нервной системой через различные пути, включая блуждающий нерв», - объясняет Плассманн. «Возможно используются и биохимические сигналы, вызывающие высвобождение нейротрансмиттеров, таких как дофамин и серотонин, которые необходимы для правильной работы мозга». В связи с этим целью данного исследования было изучить влияние состава микробиома кишечника человека на принятие социальных решений и пролить свет на механизмы, лежащие в основе оси микробиота-кишечник-мозг.
Чтобы определить, может ли состав микробиоты кишечника человека влиять на принятие решений в социальной среде, исследовательница и ее коллеги использовали поведенческие тесты, в том числе известную игру "Ультиматум», в которой одному игроку дается сумма денег, которую он должен разделить (справедливо или несправедливо) со вторым игроком, который может отказаться от предложения, если сочтет его недостаточным. В случае отказа второго игрока ни один из игроков не получает денег.
Отказ от денежной суммы эквивалентен тому, что мы называем «альтруистическим наказанием», то есть побуждению наказывать других, когда ситуация воспринимается как несправедливая: для второго игрока восстановление равенства (никто не получает денег) иногда кажется более важным, чем получение собственного вознаграждения. Игра в ультиматум используется в качестве экспериментального способа измерения чувствительности к справедливости.
Чтобы в полной мере использовать этот эффект, исследователи набрали 101 участника. В течение семи недель 51 человек принимал диетические добавки, содержащие пробиотики и пребиотики, а 50 других получали плацебо. Все они участвовали в игре в течение двух сессий в начале и в конце периода приема добавок. Результаты исследования показали, что группа, получавшая добавки, была гораздо более склонна отклонять несправедливые предложения в конце семи недель, даже когда денежная доля была совсем немного несбалансированной. И наоборот, группа плацебо вела себя одинаково во время первой и второй тестовых сессий.
Более того, изменение поведения в группе, принимавшей добавки, сопровождалось биологическими изменениями: у участников, у которых в начале исследования наблюдался наибольший дисбаланс между двумя типами бактерий, доминирующих в микрофлоре кишечника (Firmicutes и Bacteroidetes), при приеме добавок произошли наиболее значительные изменения в составе микробиоты кишечника. Кроме того, они продемонстрировали наибольшую чувствительность к справедливости тестов. Исследователи также отметили резкое снижение уровня тирозина, предшественника дофамина, после семинедельного курса.
Таким образом, впервые выявлены причинно-следственные эффекты 7-недельного синбиотического (по сравнению с плацебо) диетического вмешательства на альтруистическое поведение социального наказания в игре «Ультиматум». Результаты показали, что вмешательство повысило готовность участников отказаться от денежного вознаграждения при несправедливом отношении к ним. Это изменение в принятии социальных решений было связано с изменением уровня дофамина-прекурсора тирозина в сыворотке крови в состоянии голодания, что указывает на потенциальную связь между осью «кишечник-микробиота-мозг-поведение». Эти результаты улучшают наше понимание двунаправленной роли взаимодействия организма и мозга в принятии социальных решений и того, почему люди иногда действуют «иррационально».
«Пока рано говорить о том, что кишечные бактерии могут сделать нас менее рациональными и более восприимчивыми к социальным соображениям», - заключает Плассманн. "Однако эти новые результаты проясняют, на какие биологические пути мы должны обратить внимание. Перспектива модулирования микробиоты кишечника с помощью диеты для положительного влияния на принятие решений очень увлекательна. Нам нужно очень тщательно изучить этот вопрос».
