قد تُحدث ميكروبات أمعائك تغييرًا هادئًا في كيفية عمل دماغك

تقدم دراسة رائدة دليلاً جديدًا على أن ميكروبات الأمعاء تختلف بين الرئيسيات صِنف ويمكنها تشكيل علم وظائف الأعضاء بطرق مرتبطة بالاختلافات في حجم الدماغ والوظيفة الإدراكية

تشير دراسة جديدة إلى أن تغيير مجتمع الميكروبات التي تعيش في الأمعاء يمكن أن يؤثر على كيفية عمل الدماغ.

يتمتع البشر بأكبر حجم دماغ مقارنة بحجم الجسم بين الرئيسيات، ومع ذلك لا يزال العلماء لا يفهمون بشكل كامل كيف تطورت الأنواع ذات الأدمغة الأكبر طرقًا لتلبية تكاليف الطاقة المرتفعة اللازمة لتطوير الدماغ وصيانته.

الباحثون في جامعة نورث وسترن تقدم الآن أول دليل مباشر على أن ميكروبيوم الأمعاء يساعد في تشكيل الاختلافات في وظائف المخ بين الأنواع الرئيسية.

وقالت كاتي أماتو، الأستاذة المساعدة في الأنثروبولوجيا البيولوجية والباحثة الرئيسية في الدراسة: “تظهر دراستنا أن الميكروبات تعمل على سمات ذات صلة بفهمنا للتطور، وخاصة تطور العقول البشرية”.

يعتمد البحث على عمل سابق من مختبر أماتو يُظهر أن ميكروبات الأمعاء من الرئيسيات ذات الأدمغة الكبيرة، عند نقلها إلى الفئران، تزيد من كمية الطاقة الأيضية المتاحة في الميكروبيوم المضيف، وهو مطلب رئيسي لدعم الأدمغة الكبيرة التي تتطلب الطاقة. في الدراسة الجديدة، ركز الفريق على الدماغ نفسه، واختبار ما إذا كانت الميكروبات من الرئيسيات ذات أحجام الدماغ النسبية المختلفة يمكن أن تغير بشكل مباشر كيفية عمل أدمغة الفئران المضيفة.

ماذا وجدوا

في تجربة مختبرية محكمة، أدخل العلماء ميكروبات أمعاء من نوعين من الرئيسيات كبيرة الأدمغة (الإنسان والقرد السنجابي) ونوع واحد من الرئيسيات صغيرة الأدمغة (المكاك) إلى فئران لا تحتوي على ميكروبات خاصة بها.

وبعد ثمانية أسابيع، ظهرت اختلافات واضحة. أظهرت الفئران التي تحمل ميكروبات من الرئيسيات ذات الأدمغة الأصغر أنماطًا مميزة لنشاط الدماغ مقارنةً بالفئران التي تلقت ميكروبات من الرئيسيات ذات الأدمغة الأكبر.

أظهرت أدمغة الفئران المستعمرة بميكروبات الرئيسيات ذات الدماغ الكبير نشاطًا أعلى في الجينات المرتبطة بإنتاج الطاقة واللدونة التشابكية، وهي العملية الفيزيائية للتعلم في الدماغ. أظهرت الفئران التي تلقت ميكروبات من الرئيسيات ذات الأدمغة الأصغر مستويات أقل من النشاط في هذه المسارات نفسها.

“الأمر المثير للاهتمام للغاية هو أننا تمكنا من مقارنة البيانات التي حصلنا عليها من أدمغة الفئران المضيفة مع بيانات من قرود المكاك الفعلية والأدمغة البشرية، ومما أثار دهشتنا أن العديد من الأنماط التي رأيناها في التعبير الجيني لدماغ الفئران كانت نفس الأنماط التي شوهدت في الرئيسيات الفعلية نفسها”، قال أماتو. “وبعبارة أخرى، تمكنا من جعل أدمغة الفئران تبدو مثل أدمغة الرئيسيات الفعلية التي جاءت منها الميكروبات.”

الاكتشاف المفاجئ الآخر الذي توصل إليه الباحثون هو نمط التعبير الجيني المرتبط به اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباهوالفصام والاضطراب ثنائي القطب والتوحد في جينات الفئران المصابة بالميكروبات من الرئيسيات ذات الأدمغة الأصغر.

في حين أن هناك أدلة موجودة تظهر الارتباطات بين حالات مثل مرض التوحد وتكوين ميكروبيوم الأمعاء، إلا أن هناك نقصًا في البيانات التي توضح أن ميكروبات الأمعاء تساهم في هذه الحالات.

وقال أماتو: “توفر هذه الدراسة المزيد من الأدلة على أن الميكروبات قد تساهم بشكل سببي في هذه الاضطرابات، وعلى وجه التحديد، فإن ميكروبيوم الأمعاء يشكل وظيفة الدماغ أثناء النمو”. “بناءً على النتائج التي توصلنا إليها، يمكننا التكهن بأنه إذا تعرض الدماغ البشري لتصرفات الميكروبات “الخاطئة”، فإن تطوره سيتغير، وسنرى أعراض هذه الاضطرابات، أي إذا لم تتعرض للميكروبات البشرية “الصحيحة” في بداية الحياة، فسيعمل دماغك بشكل مختلف، وهذا قد يؤدي إلى ظهور أعراض هذه الحالات”.

التداعيات والخطوات التالية

يرى أماتو آثارًا سريرية لمزيد من الاستكشاف لأصول بعض الاضطرابات النفسية ولأخذ منظور تطوري حول الطريقة التي تؤثر بها الميكروبات على فسيولوجيا الدماغ.

“من المثير للاهتمام التفكير في تطور الدماغ لدى الأنواع والأفراد، والتحقيق فيما إذا كان بإمكاننا النظر إلى الاختلافات بين المقاطع والأنواع في الأنماط واكتشاف قواعد الطريقة التي تتفاعل بها الميكروبات مع الدماغ، وما إذا كان من الممكن ترجمة القواعد إلى تطور أيضًا.

المرجع: “الميكروبات المعوية الرئيسية تحفز تغييرات بارزة تطوريًا في النمو العصبي للفأر” بقلم Alex R. DeCasien، Jacob E. Aronoff، Elizabeth K. Mallott، Sahana Kuthyar، Sriram Chitta، Brian T. Layden، Maria L. Savo Sardaro، Stanton Gray، Lawrence E. Williams، Emma R. Liechty، Hyo M. Lee، Won Lee، James P. Curley، كريستوفر دبليو كوزاوا وكاثرين آر أماتو، 5 يناير 2026، وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.
دوى: 10.1073/pnas.2426232122

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.