Биологи нашли связь микробиоты кишечника с формированием личности

Идея о том, что наш «второй мозг» — кишечник — влияет на настроение и поведение, витала в научной среде давно. За последние годы исследователи накопили множество данных, связывающих сообщества микроорганизмов, живущих в пищеварительном тракте, со здоровьем, эмоциями и психическим состоянием. Например, ученые выяснили, что у людей с дефицитом определенных видов кишечных бактерий чаще развиваются депрессия и тревожные расстройства.

Однако главный вопрос оставался открытым: что первично? Меняется ли поведение человека из-за сбоя в микробиоте? Или же само поведение и образ жизни перестраивают сообщество бактерий?

Несколько экспериментов намекали на первый вариант. Так, трансплантация фекальной микробиоты от людей с диагностированной депрессией здоровым крысам вызывала у грызунов апатичное поведение. В то же время наблюдался и обратный результат: пересадка фекальной микробиоты от здоровых доноров людям с депрессией иногда снижала симптомы у последних.

Чтобы проверить, как именно микробиота влияет на поведенческие черты, международная группа исследователей под руководством Анны Аацинки (Anna Aatsinki) из Университета Турку в Финляндии провела эксперимент. Исследователи решили пересадить микробиоту детей с разными типами темперамента молодым крысам и посмотреть, как это отразится на поведении грызунов.

Для участия в эксперименте Аацинки и ее коллеги пригласили 27 малышей в возрасте 2,5 года. Сперва ученые оценили их темперамент. Для этого использовали стандартные психологические тесты и простую игру — детям предложили поиграть с пистолетом для мыльных пузырей. Так ученые наблюдали, насколько ребенок открыт, активен или, наоборот, осторожен и замкнут.

После ученые сосредоточились на двух крайних типах темперамента: самых экстравертных (жизнерадостных, активных) и самых интровертных (сдержанных, застенчивых). Из этих 27 детей 10 оказались очень открытыми и энергичными, а восемь — сдержанными и замкнутыми. Остальные дети имели промежуточные типы темперамента, поэтому работу с ними прекратили.

В итоговую выборку вошли только 18 человек: 10 отнесли к группе «раскованных», восемь — к группе «замкнутых». Из этих групп для решающей стадии эксперимента специалисты отобрали по четыре ребенка — по два мальчика и по две девочки, а затем собрали образцы их микробиоты и пересадили 53 лабораторным крысам.

Когда животные получили свою новую микробиоту, началась самая интересная часть эксперимента. Ученые помещали грызунов в разные ситуации и наблюдали за их поведением в серии тестов. Крысы с микробиотой от «раскованных» малышей демонстрировали значительно более высокую исследовательскую активность. Они смелее изучали новые объекты и территории по сравнению с сородичами из контрольной группы и теми, кому достались бактерии от «замкнутых» детей.

На этом команда Аацинки не остановилась. Чтобы понять, как микробиота влияет на мозг, ученые исследовали ткани мозга животных. Анализ показал четкую закономерность. У крыс с трансплантатом от «замкнутых» детей зафиксировали пониженную активность в нейронах, ответственных за выработку дофамина. Этот нейромедиатор часто называют молекулой вознаграждения, он тесно связан с мотивацией, любопытством и готовностью идти на риск.

По словам экспертов, выводы команды Аацинки наглядно показали, как микробиота в раннем возрасте может влиять на склонность к определенному поведению — например, насколько ребенок активен, любопытный или замкнутый. Пересадив микробиоту от детей грызунам, исследователи создали уникальную связь между микроорганизмами, живущими в пищеварительном тракте, темпераментом и функциями мозга.

«Бактерии, которые живут в толстом кишечнике человека, по-видимому, вырабатывают вещества, воздействующие на нервную систему, и через нее могут менять уровень дофамина. Поэтому эти микроорганизмы, по сути, способны влиять на то, насколько человек тянется к новому и насколько охотно идет на риск», — отметила нейробиолог Харриет Шеллекенс (Harriët Schellekens) из Университетского колледжа Корка в Ирландии, которая не участвовала в исследовании.

Однако Аацинки предупредила, что к выводам ее команды стоит относиться с осторожностью. По словам ученого, не нужно считать, что микробиота полностью формирует личность человека. У взрослых на поведенческие черты значительным образом влияют генетические факторы, но питание, образ жизни и состав микроорганизмов в кишечнике тоже важны. Иными словами, микроорганизмы «не создают личность с нуля», но способны ее подкорректировать.

Авторы исследования полагают, что дальнейшие эксперименты помогут понять, насколько микробиота в детстве оказывает влияние на эмоциональное развитие и можно ли корректировать его для улучшения психологического состояния.

Выводы Аацинки и ее коллег представлены на сайте препринтов по биологии bioRxiv.org.