این ایده که موجوداتی ریز در درون روده انسان بتوانند بر طرز فکر فرد تاثیر بگذارند، بیشتر به موضوعات مناسب برای فیلمهای علمی-تخیلی شباهت دارد. با این حال درصدی از حقیقت در این گفته نهفته است.بطور مثال تاثیرات باکتریهای موجود در روده انسان بروی اوتیسم و افسردگی.
طی مقاله ای در مجله (The British Medical Journal.)، دو دانشمند انگلیسی راجع به تاثیرات پیوند روده هشدار دادند.هر چند که اینگونه پیوند‌ها در مواردی چون اسهال مزمن کارآمد بنظر میرسند، اما در عین حال میتوانند اثرات جانبی ناخواسته‌ای را نیز به همراه داشته باشند. به عنوان نمونه دو دریافت کننده پیوند اعضا، ناگهان پس از عمل پیوند اضافه وزن پیدا کردند.علت این مساله احتمالاً بر میگردد به باکتریهای که در روده فرد اهدا کننده قرار دارد که مشکل چاقی داشته.
دانشمندان اخطار میکنند که به خاطر عملکرد پیام رسانان عصبی که قادربه تولید باکتریها هستند احتمال ابتلا به افسردگی و نگرانی فرد اهدا کننده نیز وجود دارد.که این مورد آخر ی تا به حال فقط در حیوانات آزمایشگاهی مشاهده شده است.
نامه هشدار دهنده دو محقق انگلیسی اولین اشار ه ا ی نیست که بر تاثیرات ساکنان روده انسان بر آنچه که فرد می‌اندیشد و انجام می‌دهد، انجام می شود. بدن انسان میزبان میلیاردها باکتری و دیگر موجودات میکروسکوپی میباشد.این موجودات مواد غذایی را تجزیه کرده و به سیستم ایمنی انسان یاری می رسانند. وبعلاوه، به طرق مختلف به عملکرد و رشد مغز ما کمک میکنند.برای مثال باکتریهای داخل روده مولکولهای سیگنالی را تولید میکنند که از طریق گردش خون میتوانند به مغز انسان دسترسی پیدا کنند. یکی از دو باکتری را می‌شناسیم که میتوانند پیام رسان عصبی GABA را تولید کند، سیگنالی در مغز که ترس و استرس را میتواند از کار بازدارد.
سیستم عصبی روده انسان را بی جهت مغز دوم نمی‌‌نامند. اصطلاحی که Michael Gershon استاد دانشگاه درآسیب‌شناسی آنرا در قألب کتابی به این نام در سال۱۹۹۸ به میان آورد. میلیونها سلول عصبی وجود دارند که مغز را با سیستم عصبی روده مرتبط می سازند. بخش عمده‌ای از این شبکه عملکرد جهاز هاضمه را تنظیم می‌کند، و در آن مهمترین عصب، عصب واگ،میباشد که مستقیم از روده به مغز ارتباط دارد.
اما هر چه بیشتر شواهدی به دست میاید که این تنها وظیفه این شبکه عصبی نمی‌باشد.مغز دوم ما شاید نتواند تئوری نسبیت را مطرح کند یا اداره کشوری را به عهده بگیرد، اما از لحاظ پیچیدگی شباهت بسیار دارد به عصبهای داخل نخاع.بطور گسترده‌ای این تصور به میان میاید که مغز دوم انسان پیام‌ها را از ساکنان روده به مغز انتقال می‌دهد.
نشانه‌ها به طور عمده از آزمایش با حیوانات آزمایشگاهی مثل موش بدست می آید. در سال ۲۰۱۱ دانشمندان کانادایی نشان دادند که موشهای بدون باکتری ( که مخصوصا در لابراتوار ایجاد شده بودند) شخصیت دیگری در مقایسه با دیگر موشها ی دارای ساکنان معمولی روده دارند. موشهای بدون باکتری در محیطی پاستوریزه نگهداری می‌شدند تا زندگیشان بدون باکتری ادامه پیدا کند.که بدین طریق دانشمندان قادر بودند تاثیرات باکتریها را شاهد باشند.
دانشمندان دو گروه موش را در کریدوری پر پیچ و خم با دو در بسته، دو در باز و بدون سقف رها کردند.بطور طبیعی موشها به انتخاب خودشان برای خروج از چنین جایی به سراغ در باز نمی‌روند. احتمال اینکه موشها در محیط باز توسط دشمنانشان دیده شو ند وجود دارد.دور ماندن از محیط باز، شانس اینکه موش زنده بماند و ژن های خود را انتقال دهد بالا میبرد.و این همان نکته‌ای بود که هنگامی که گروه موشهای معمولی در این کریدور رها شدند مشاهده شد. آنها بیشترین زمان را در دالان های بسته طی کرد ند.موشهای بدون باکتری بر عکس شجاعت بسیار ی از خود نشان دادند.آنها به کاوش دالانهای باز پردا خته و حتی در این مناطق زمان بیشتر ی را سپری کردند.
پس از نگاه به مغز موشها، مشاهده شد که در بیان چندین ژن فرق وجود دارد. به این شکل که موشهای بدون باکتری مشتقات مغزی نوروتروفین BDNF بیشتری ایجاد کردند، پروتیٔنی که سلول‌های عصبی را تحریک می‌کند و در رشد مغزی بسیار اهمیت دارد. و کم بودن میزان BDNF مرتبط دانسته میشود با ترس و افسردگی. در یک زیر گروه هم گیرنده سروتونین کمتر ی دیده شد. موادی که ارتباط دارد با رفتار مضطرب گونه.سروتونین پیام رسان عصبی قوی است که احساس شادی را در انسان تنظیم می‌کند،و به همین خاطر بسیاری از داروهای ضدّ افسردگی بروی میزان سروتونین تاثیر می گذارند.
تغییرات شخصیتی
نتیجه مطالعاتی در سوئد در سال ۲۰۱۱ نشان داد که هنگامی که به موشهای بدون باکتری، باکتری تزریق شود، آنها رفتارهای مشابهی با موشهای معمولی از خود نشان می‌دهند.که یعنی محتاط تر می شوند. اما این رفتار فقط هنگامی از آنها سر زد که کاملا رشد نکرده بودند. بیان اینکه مرحله اولیه رشد بسیار اهمیت دارد. موش‌هایی که با عمل سزارین به دنیا می آیند، دارای باکتری های دیگری هستند تا موش‌هایی که از طریق زایمان معمولی به دنیا می آیند. به هم چنین متولدان سزارین نگران تر بو ده و نشانه‌های افسردگی در آنها دیده می شد.
بر اساس نتایج تحقیقاتی بروی دو گروه مختلف موش آزمایشگاهی در کانادا، باکتری ها شخصیت رفتاری را تحت تاثیر قرار می دهند. یکی از این دو گونه موشها دارای شخصیتی هراسان و گروه دیگر اجتماعی و برونگرا بودند. در آزمایشی که در آن موشها میبایست از ارتفاع میپریدند, اختلاف رفتاری بخوبی نمایان شدند. گروه اول بطور میانگین چند دقیقه طول کشید تا شروع به پریدن کنند، در حالیکه گروه دوم در عرض چند ثانیه به پائین رسیدند.پس از آنکه دانشمندان باکتری های موشها را جابجا کردند، موشهای با اعتماد به نفس به چند دقیقه احتیاج داشتند تا از ارتفاع بپرند و موشهای هراسان از پریدن بلافاصله دست به کار شدند. به هم چنین در گروه دوم موشها، محققان تغییراتی در BDNF دید‌ند.به نظر نشانه های قوی وجود دارد که باکتریهای برروی میزان BDNF تاثیر می گذارند.
اینکه این تغییرات چگونه شکل می‌گیرد تا به حال نامشخص است. شاید اینطور باشد که باکتریها مواد شیمیایی تولید میکنند که سیگنال‌هایی را به سلول‌های عصبی انتقال می‌دهند. و یا شاید محصولات باکتریایی در جریان خون حل شده و بدین طریق مستقیماً به مغز میرسند.هر چند که سد خونی مغز فقط اجازه ورود مولکولهای کوچک را می‌دهد، احتمالا در مجمو عه ایی که راه می‌یابد باکتریها هم شامل هستند.
ساکنان روده از چند سال پیش در لیست متهمان علت اوتیسم قرار گرفتند.پزشکان مشاهده کردند که بسیاری از کودکان مبتلا به اوتیسم دارای مشکلاتی چون یبوست، اسهال، گرفتگی شکم و بیماریهای روده می باشند. مطالعات بسیاری انجام شده تا به احتمال ارتباط یبوست و اوتیسم در افراد پی ببرند، اما نتایج تا به حال خلاف هم دیگر بوده‌اند.
تنها ارتباط واضح بین اوتیسم و ساکنان روده که تا بحال یافت شده مربوط است به نتایج مطالعاتی از سال ۲۰۱۳.کار گروهی از محققان به مسئولیت Sarkis Mazmanian، که در آن مشاهده شد که موشهای مبتلا به نشانه های اوتیسم که باکتریهای انسانی را حمل میکردند رو به بهبودی رفتند. باکتریهای تزریقی به علاوه مشکلات روده حیوانات را کاهش داد.
این مطالعات در شکل پژوهشی دیگر ادامه پیدا کرد که در آن به موشها، باکتری هایی از موشهای دچار اوتیسم تزریق کردند.
موشها یی که متولد می‌شدند، کمتر اجتماعی و بیشتر مضطرب بودند تا باقی موشها.موشهای مبتلا به اوتیسم به هم چنین از نشت دیواره روده نیز رنج می‌بردند. بدین معنی که از طریق این نشتی مولکولهای کوچک میتوانند به بیرون بلغزند. بطور مثال محصولات باکتریایی در تحقیقات سال ۲۰۱۳ مشاهده شد که موشهای اوتیسم دار میزان کمتری از باکتری fragilis را در خود حمل می‌کند، باکتری که نشتی در روده را ترمیم می‌کند.پس از تزریق این ماده به موش ها، دیوارها ترمیم شد و رفتار اوتیسم گونه موشها کمتر شد.اما واکنش فقط محدود به این نوع باکتری نماند.باکتری دیگری به نام thetaiotamicron از دیگر ساکنان روده نیز در ایجاد نشانه های اوتیسم نقش با زی می کند.
این گروه در ادامه شاهد آن بود که موشهای مبتلا به اوتیسم مقدار بالایی از باکتری ۴EPS را حمل می کنند. ساختار این مولکول شباهت دارد به paracresol که درصد بالایی از آن در افرادی که دچار اوتیسم هستند مشاهده می شود. پس از معالجه، میزان این ماده (paracresol) دوباره به حالت عادی برگشت.پس از آنکه paracresol به موشهای عادی داده شد، آنها دوباره به رفتار اوتیسم گونه گرایش پیدا کردند.
در مورد گروهی از انسانها ی مبتلا به اوتیسم، به نظر میرسد که واکنش سیستم ایمنی مادر در مقا بله با عفونتی که طول دوره بارداری ایجاد میشود کمکی باشد در ایجاد نشانه‌های اوتیسم.
باکتریها و ارضای گرسنگی
آیا جایی برای دسر ندارید؟ این احتمال وجود دارد که باکتریهای روده به مغز شما اطلاع داده اند که دیگر جایی برای دسر باقی نمانده. تحقیقاتی جدید نشان داد که ۲۰ دقیقه پس از خوردن غذا، ساکنان روده موشها، پروتیٔنی تولید کردند که قبول غذای بیشتر را متوقف کرد. پس از خوردن هر وعده غذایی، باکتریها غذا را تجزیه کرده و خود را در آن ترکیب میکنند و به همین خاطربخش عمده‌ای از این باکتریها در عمل دفع از بدن خارج می شوند. محققان شاهد بودند که ۲۰ دقیقه پس ازهر وعده غذایی، پروتئین‌های دیگری به نسبت پروتئین‌های قبل از خوردن غذا تولید شدند.پروتئین‌های که ترشح هورمون سیری را در روده شروع می‌کند، که در ادامه به مغز اطلاع می‌دهد که دیگر خوردن غذا کافی است.
ماست فعالیت مغز ی را تحت تاثیر قرار می‌دهد
مطالعات بیشتر نشان می‌دهد که بین باکتریها و رفتار موشها ارتباط وجود دارد، اما تا بحال راجع به وضعیت انسانها چیزی نمی‌گوید. به گفته Willem de Vos از دانشگاه واخنینگن در هلند، هنوز به آن مرحله نرسیده ایم که اوتیسم را به کمک باکتریها معالجه کنیم. تغذیه و سوخت و ساز یک موش با یک انسان بسیار با هم تفاوت دارد و موشها باکتریهای دیگری را دارا هستند تا انسان.به هم چنین مغز آنها متفاوت میباشد.به علاوه موشها در لابراتوارهای مختلف باکتریهای مختلفی را دارند که از آن نظر مقایسه نتایج لابراتورها ممکن نمی باشد. موشهای بدون باکتری شاید برای نشان دادن ارتانسان باط علت-معلولی مناسب باشند (که آیا باکتری دخیل است یا نه)، و اینکه آیا موشها دارای سیستم ایمنی هستند که بد عمل می‌کند و این در جای خود احتمالا بروی عملکرد مغز تاثیر میگذارد. اما در در مورد انسان.شاید چنین نباشد.
مطالعات بیشتری باید انجام شود تا معلوم شود که دقیقا چه ارتباطی بین ساکنان روده انسان و اوتیسم، ترس و افسردگی وجود دارد. به سال ۲۰۱۳ تلاشی توسط دانشمندان آمریکایی در این راه انجام شد.در این تلاش به دوازده شرکت کننده زن که هیچ کدامشان بیماری روده، درد یا مشکلات روحی نداشتند به مدت ۴ هفته و هر روز دو وعده ماست‌های دارای باکتریهای مختلفی داده شد. به گروه دیگری ماست بدون باکتری و به گروه سوم هیچ ماستی داده نشد. آزمایش در هر دو جهت ناشناس انجام شد، شرکت کنندگان و محققان نمی‌دانستند که بە چە کسی ماست باکتری دار خوراندە.شدە. پیش و پس از آغاز مطالعه آزمایش از زنان گرفته شد. استفاده از FMRIچه به هنگام استراحت و چه به هنگام انجام آزمایش) که در آن زنان میبایست احسا ساتی چون (ترس و عصبانیت) را در چهره شان نشان دهند انجام شد. افرادی که دچار اختلالات اضطرابی بودند الگوی دیگری را در آزمایش FMRI از خود به جای گذاشتند.
نتایج اسکن به هنگام استراحت و در زمان آزمایش، در میان دو گروه متفاوت بودند.از جمله فعالیت مناطق مغزی که نقشی در پردازش اطلاعات احساسی عاطفی کم شده در زنان که به آنان باکتری داده شد بازی می‌کند، در مقایسه با زنانی که که به آنان ماست بدون باکتری داده شد ه بود.
کوکتل پروبیوتیک
اینها نتایج جالبی هستند که در عین حال سوالاتی را مطرح می کنند. اینکه باکتریها به چه شکل مغز را تحت تاثیر قرار می‌دهند، تا به اینجا مشخص نیست.و آیا این تاثیرات محدود است به گروه مشخصی یا اکثر ساکنان روده بروی مغز تاثیر می گذارند؟ آیا شکل گیری باکتریها پس از تولد برای باقی عمر تعیین میشود؟آیا می‌توان از باکتریها برای معالجه ناهنجاریهای روحی استفاده کرد؟
بگفته متخصصان ، این گونه مطالعات در مراحل اولیه خود قرار دارند. پیوند های روده که امروزه انجام میشود فقط در مواردی خاص چون اسهال جدی موجبی است در بروز ناهنجاریهای مختلفی چون افسردگی و حتی اوتیسم.به کمک کوکتل پروبیوتیک احتمال اثرات جانبی چون انتقال بیماری از دهنده ارگان به دریافت کننده کم می گردد. تا به اینجا به اندازه کافی در این باره نمیدانیم. این در جای خود موضو عی است بسیار جالب، و اما عین حال موجب نگرانی، مخصوصا در مواردی که چاقی از طریق پیوند ارگان انتقال می‌یابند. اما نباید فراموش کرد که هزاران مورد موفق بدون تاثیرات جانبی جدی انجام میشود.در ادامه مطالعات باید نشان دهند که آیا معالجات به کمک باکتریها به نتیجه خواهد رسید یا نه، اما اینکه ساکنان روده و مغز انسان با هم در ارتباط‌‌ند روشن است.
