科学家将人类肠道细菌放入小鼠体内,发现它们的大脑表现出类似灵长类动物的活动

肠道细菌不仅为大脑提供能量,还可能帮助塑造大脑的工作和进化方式。

来源:ZME科学

人脑是一个贪婪的器官。它吞噬能量,需要不断的维护,并且以某种方式变得比任何其他灵长类动物的大脑都大得多(相对于身体大小)。

科学家们一直想知道进化是如何支付这笔费用的。

西北大学的一项新研究表明,部分答案可能就存在于我们体内。事实证明,我们的肠道微生物不仅有助于消化食物。它们可能会积极塑造灵长类动物大脑的发育和功能。

通过将不同灵长类动物的肠道微生物移植到小鼠体内,研究人员发现,仅微生物就可以将小鼠大脑推向人类、松鼠猴或猕猴的活动模式。

换句话说,细菌可以使小鼠大脑在基因水平上表现得像灵长类动物的大脑。

大脑的隐藏能量伙伴

人类的大脑与身体的比例是所有灵长类动物中最大的。这是有代价的,因为从能量的角度来看,大脑是昂贵的组织。即使在休息时,他们也会不停地燃烧大量卡路里。

从长远来看,人类大脑尽管只占体重的 2%,却消耗身体总能量的 20% 左右,每天大约 400-500 卡路里(或 1700-2100 kJ)

进化生物学家长期以来一直在争论我们的祖先如何进行这种升级。想法多种多样,从烹饪食物到多吃肉,再到缩小其他器官。

现在,微生物进入了故事。

“我们的研究表明,微生物正在作用于与我们对进化的理解相关的特征,特别是人类大脑的进化,”西北大学生物人类学副教授、该研究的主要作者凯蒂·阿马托(Katie Amato)说。

阿马托的实验室花了数年时间研究灵长类动物肠道微生物的差异。早期的研究表明,来自大脑较大的灵长类动物的微生物在放入小鼠体内时会产生更多的代谢能量。

这一发现暗示了一个链接。但它并没有回答更大的问题:微生物真的会改变大脑的工作方式吗?

这项新研究正面解决了这个问题。

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