北京
大脑的可塑性有着严苛的时间窗口。弱视这种疾病，往往只在儿童期才能有效矫正——把视力较好的一侧眼睛暂时遮住，迫使大脑为视力较弱的那只眼建立新的神经连接。一旦进入成年，这个窗口就会关上，治疗机会也随之消逝。现在，一项新研究找到了一个可能重新打开这扇门的钥匙：年轻个体的肠道微生物。
意大利比萨圣安娜高等研究院的保拉·托尼尼和同事，想弄清楚肠道微生物组是否参与调控了大脑的这个可塑性机制，以及能否通过干预菌群，让成年大脑的可塑性重新回升。在实验里，他们给21天大的小鼠连续10天喂食高剂量的广谱抗生素溶液。和饮用普通水的对照组相比，这些小鼠的肠道菌群发生了显著改变，其中毛螺菌科等细菌家族的数量出现下降。毛螺菌科这类微生物，参与生成一类对神经具有保护作用的短链脂肪酸。
接下来，研究人员将每只小鼠的一只眼睛缝合三天。之后对每只眼睛进行刺激并成像神经反应时发现，只有对照组的小鼠表现出了大脑可塑性的迹象——它们的大脑对那只看世界的眼睛，产生了更强的神经响应。而菌群被抗生素严重扰乱的小鼠，却失去了这种能力。托尼尼说，团队对小鼠的视觉皮层做了RNA测序，想看看背后到底有哪些基因活动发生了变化。“我们发现，那些服用了抗生素鸡尾酒的动物，基因表达出现了剧烈改变。”和对照组相比，这些小鼠有超过1000个基因的表达水平显著不同，其中就包括与神经髓鞘形成过程相关的基因，以及与血脑屏障通透性有关的基因。
最后，研究团队将年轻小鼠的粪便微生物，通过粪便微生物移植的方式，移植到了老龄小鼠体内。奥斯陆都市大学的帕里萨·加泽拉尼虽未参与该研究，但她评论说：“这项研究表明，微生物群落可能通过决定大脑可塑性高峰窗口的开启和关闭时间，来帮助调控大脑发育的关键时期。”她补充道：“这暗示着，肠道微生物组可能是一个活跃的发育伙伴，它和感官经验、免疫活动、遗传程序一道，共同塑造着神经回路的成熟过程。”
将年轻小鼠的肠道菌群移植给老龄小鼠之后，这些原本已度过大脑可塑性高峰期的小鼠，其大脑表现出了类似年轻个体的适应能力。它们能够克服一种类似人类弱视的症状。粪便移植让大脑重新变得可塑，这意味着大脑重塑自身的能力，或许并不像过去认为的那样，一旦错过童年就无法再度获得。
肠道微生物和大脑功能之间的这层新联系，来自一项首次实现的实验观察：通过更换肠道菌群，让老龄大脑的可塑性重回年轻状态。加泽拉尼的评价点出了核心——菌群的作用不是简单的辅助，而是深度参与神经发育的时间调控。短链脂肪酸、髓鞘形成基因、血脑屏障的通透性，这些被扰动或被恢复的机制，正在拼凑出一幅从肠道通向大脑可塑性的路线图。不过，目前来看，这是一条仍处于小鼠实验阶段的路线。菌群移植能否在人类身上产生同样的大脑窗口再开放效果，尚未进入临床验证的范畴。
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