胃肠道,其驻留的微生物和中枢神经系统通过生物-5化学信号传导(也称为“微生物组 - 脑脑轴”)连接。在生命的头几年,人脑和肠道微型生物群落都具有关键的发育窗口,从而提高了他们的发育7是共同发生的,并且可能是共同依赖的。新兴证据暗示了肠道微生物和微生物群在认知结果和神经发育障碍中的位置(例如自闭症和焦虑),但是尚未详细探讨肠道微生物代谢对典型神经发育的影响9的影响。我们调查了微生物组与361名健康儿童的神经解剖学和认知功能的10个关系,demon-11阶段,即肠道微生物分类群和基因功能的差异与总体认知功能12有关,并且与多个大脑区域的大小差异有关。使用多元线性和机器13学习(ML)模型的组合,我们表明许多物种,包括Gordonibacter Pamelae和Blautia Wexlerae,14种与较高的认知功能显着相关,而某些物种(例如Gnavus 15)等一些物种在低认知能力量表的儿童中更常见于低认知能力的儿童中,这些物种的术后量表量很少。16个微生物基因,用于参与神经活性化合物代谢的酶,尤其是短链脂肪17酸,例如乙酸盐和丙酸酯,也与认知功能有关。25此外,ML模型是18个能够使用微生物分类群来预测大脑区域的数量,许多在预测认知功能方面被确定为重要的分类单元也占据了对单个大脑区域的特征指标。20,例如,B。Wexlerae是模型中最重要的物种,预测左右半球的Parahippocampal 21区域的大小,而来自类杆菌的几种物种,包括22种产生Gaba的Gaba B. ovatus,对于预测左Accumbens地区的大小,但不是右而不是右边的。23这些发现提供了神经认知和大脑发育的潜在生物标志物,并可能导致未来的24靶标进行早期检测和早期干预。
alpha多样性 - 使用16S扩增子序列,向前消失,反向读数在251个基础上被截断。框表示第一四分位数和第三四分位数之间的四分位间范围(IQR),水平线表示中位数,晶须是IQR的1.5倍以内的上和下值。alpha多样性。(a)Pielou的均匀度显示出显着差异(H = 85.7,P = 1.07E-17)。成对比较表明,印第安人的均匀均高于欧洲加拿大人(H = 56.2,Q = 6.51E-13),欧洲移民(H = 17.0,Q = 7.32e-05)和印度 - 加拿大人(H = 10.8,Q = 10.69e-03)。欧洲 - 加拿大的控制也比印度移民(H = 41.4,Q = 6.09e-10)和印度加拿大人(H = 21.7,Q = 8.10E-06)高得多。(b)香农的多样性显示出显着差异(H = 79.8,p = 1.89e-16)。成对比较表明,印第安人的多样性明显低于欧洲加拿大人(H = 56.7,Q = 3.91e-12),欧洲移民(H = 32.9,Q = 4.94E-08),印度 - 加拿大人,H = 14.3,Q = 14.3,Q = 2.59e-04)和Indo-Indo-Indo-Mignmants(H = 6. H = 17)6.66,6.66。欧洲 - 加拿大对照组的得分也明显高于印度移民(h = 20.0,q = 2.62e-05)和印度 - 加拿大人(h = 14.4,q = 2.59e-04)。beta多样性 - 使用shot弹枪序列,向前的反复读取和反向读数以10个碱基对修剪,固定最大长度为120个碱基对。使用Bray Curtis差异和加权Unifrac探索了Beta多样性,并使用成对的置换式多元方差分析(PermanOva)来测试组之间的差异。(c)Bray Curtis原理坐标分析(PCOA)图显示,在前两个轴上捕获了45.3%的变异。与Bonferroni校正的成对比较显示,大多数群体之间存在显着差异,印第安人和西方同类群的印第安人和印度移民的明显聚类。(d)加权unifrac PCOA图显示,在前两个轴上捕获了61.8%的变化,还检测到显着差异。成对比较结果可以在附录E中找到。印度的肠道表现出了杆菌和蛋白质细菌的占主导地位,欧洲加拿大人表现出很高的富公司。印度移民的消失(挥发性和/或与人类工业化社会有效)相关的大量分类单元,包括Eubacterium和Erysipelotrichaceae。印度 - 加拿大人拥有诸如Collinsella等消失的分类单元,以及Blossum(Bloom或在城市化/现代化社会中被选中)的大量丰富,例如Anaerostipes和Blautia。