Необычный эксперимент был проведен международной группой ученых. В рамках исследования образцы детских фекалий, полученные от детей с различным темпераментом, были пересажены крысам. В результате животные продемонстрировали разное поведение: у тех, кому была пересажена микробиота от активных детей, наблюдались большая смелость и стремление к исследованию окружающей среды. Полученные данные позволяют предположить, что бактериальная флора кишечника, формирующаяся с раннего детства, может оказывать определенное воздействие на развитие личности.
Представление о том, что кишечник, часто называемый «вторым мозгом», оказывает влияние на наше настроение и поведение, уже давно обсуждается в научном сообществе. В последние годы ученые собрали множество данных, устанавливают корреляции между составом микробных популяций, населяющих кишечник, и состоянием здоровья, эмоциональным фоном и психикой человека. К примеру, ученые выяснили, установлено, что у людей, страдающих от недостатка определенных бактерий в кишечнике, чаще наблюдаются депрессивные состояния и тревожные расстройства.
Тем не менее, ключевой вопрос оставался без ответа: что является первопричиной? Влияет ли состояние микробиоты на поведение человека? Или же именно образ жизни и поведение определяют состав бактериального сообщества?
Несколько экспериментов намекали на первый вариант. Установлено, что пересадка фекальной микробиоты от пациентов с диагностированной депрессией вызывала у здоровых крыс проявление апатичного поведения. Однако, в некоторых случаях наблюдался противоположный эффект: при пересадке фекальной микробиоты от здоровых доноров людям, страдающим депрессией, у последних отмечалось снижение выраженности симптомов.
Для изучения воздействия микробиоты на поведение, международная группа ученых во главе с Анной Аацинки ( Anna Aatsinki) ученые из Университета Турку, расположенного в Финляндии, провели исследование. В рамках эксперимента они пересадили микробиоту детей, демонстрирующих различные типы темперамента, молодым крысам, чтобы оценить влияние этого фактора на поведение грызунов.
Чтобы провести эксперимент, Аацинки и ее команда привлекли 27 детей в возрасте двух с половиной лет. На первом этапе исследователи оценили их темперамент, используя общепринятые психологические методики и небольшую игру: малышам дали в руки пистолет для мыльных пузырей. Благодаря этому ученые могли наблюдать, насколько дети общительны, энергичны или, напротив, сдержанны и замкнуты.
Затем исследователи обратили внимание на два противоположных типа темперамента: наиболее экстравертированных (жизнерадостных и энергичных) и наиболее интровертированных (сдержанных и необщительных). Среди этих 27 детей десять демонстрировали ярко выраженные экстравертные черты, а восемь – интровертные. Дети с промежуточными характеристиками темперамента были исключены из исследования.
Для составления окончательной выборки было привлечено всего 18 участников: 10 человек классифицировали как «раскованных», а 8 — как «замкнутых». На решающем этапе эксперимента эксперты выбрали из каждой группы по четыре ребенка – два мальчика и две девочки, после чего собрали образцы их микробиоты и внесли их в организм 53 лабораторным крысам.
После того, как животные приобрели новую микробиоту, начался наиболее увлекательный этап исследования. Специалисты подвергали грызунов различным условиям и отслеживали их поведение в ходе ряда тестов. Популяции крыс, колонизированные микробиотой от «раскованных» детенышей, проявляли заметно повышенную исследовательскую активность. Они проявляли большую смелость при изучении новых объектов и пространств, если сравнивать с особями из контрольной группы и теми, чей микробиом был сформирован бактериями от «замкнутых» детей.
На этом этапе работы коллектив Аацинки не прекратил своих исследований. Для выяснения механизма воздействия микробиоты на мозг, ученые провели анализ тканей мозга у животных. Результаты исследования выявили определенную тенденцию. У крыс, которым был пересажен материал от «замкнутых» детей, наблюдалось снижение активности нейронов, участвующих в синтезе дофамина. Этот нейромедиатор, нередко называемый «молекулой вознаграждения», играет важную роль в мотивации, любопытстве и способности к риску.
Эксперты отмечают, что работа группы Аацинки ясно продемонстрировала, как микробиота в раннем возрасте способна оказывать воздействие на предрасположенность к определенным поведенческим особенностям, таким как уровень активности, любознательность или склонность к замкнутости. Перенеся микробиоту от детей грызунам, ученые установили необычную взаимосвязь между микроорганизмами, населяющими кишечник, темпераментом и работой мозга.
«Микроорганизмы, обитающие в кишечнике человека, вероятно, синтезируют соединения, оказывающие влияние на нервную систему. Через эту систему они могут изменять уровень дофамина. Таким образом, эти бактерии, фактически, способны воздействовать на стремление человека к новому опыту и готовность идти на риск», — отметила нейробиолог Харриет Шеллекенс (Harriët Schellekens) из Университетского колледжа Корка, расположенного в Ирландии, и не принимала участия в данном исследовании.
Аацинки предостерегла, что к результатам работы ее группы следует подходить с определенной долей осторожности. Ученый отметила, что не стоит полагать, что личность человека полностью определяется микробиотой. У взрослых генетические факторы оказывают существенное влияние на поведенческие особенности, однако питание, образ жизни и состав кишечной микрофлоры также играют немаловажную роль. Проще говоря, микроорганизмы не формируют личность изначально, но могут оказывать на нее корректирующее воздействие.
По мнению авторов исследования, будущие эксперименты позволят установить степень воздействия микробиоты в раннем возрасте на эмоциональное развитие и выяснить, возможно ли его изменение для улучшения психологического благополучия.
Выводы Аацинки и ее коллег представлены на сайте препринтов по биологии bioRxiv.org.