Кишечник и мозг: как кишечные бактерии исцеляют и защищают ваш мозг

Исследования, показывающие ось взаимодействия «кишечник — мозг» и взаимосвязь между состоянием микрофлоры кишечника и психическим здоровьем, проводятся уже не один год. Однако, кажется, лишь относительно недавно ученые действительно серьезно занялись изучением этой взаимосвязи и тем, как можно воздействовать на кишечные бактерии, чтобы улучшить психическое здоровье человека. В 2011 году исследование, проведенное в Университете Макмастера в Онтарио, Канада, было в числе первых действительно доказавших, что кишечник в состоянии осуществлять коммуникацию с мозгом и влиять на поведение человека{122}. В ходе исследования ученые сравнили поведение мышей со стерильной микрофлорой кишечника и поведение нормальных мышей. У мышей, лишенных бактериальной микрофлоры, наблюдалось не только более рискованное поведение, но, кроме того, более высокий уровень гормона стресса кортизола и пониженный уровень белка BDNF. При этом уже давно известно, что у человека низкий уровень BDNF связан с тревожностью и депрессией.

Дальнейшие исследования этой же группы авторов только подтвердили эти результаты. В ходе другой научной работы, результаты которой были опубликованы в журнале Gastroenterology, ее авторы доказали, что могут менять состав микрофлоры кишечника мышей, вследствие чего значительным образом меняется их поведение{123}. Исследователи брали бактерии из кишечника пугливых мышей и пересаживали их в кишечник мышей, которые вели себя более смело, и наоборот, а затем наблюдали за изменениями, происходящими в поведении грызунов из обеих групп. «Застенчивые» мыши словно с цепи срывались, а поведение «смелых» стало более осмотрительным. Как отметила руководитель этой научной работы Джейн Фостер, «это служит веским доказательством того, что поведение определяется микробиотой кишечника»{124}.

Команда ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе провела отличный эксперимент, результаты которого были опубликованы в 2013 году в журнале Gastroenterology. Они представили первые доказательства того, что «полезные» бактерии, полученные организмом из продуктов питания, способны влиять на функции мозга человека{125}. Хотя масштабы исследования были весьма скромными, оно вызвало широкое обсуждение в профессиональном медицинском сообществе, поскольку, по сути, показало, как небольшие изменения в микрофлоре кишечника влияют на восприятие человеком окружающего мира.

Тридцать шесть женщин — участниц эксперимента были разделены на три группы. Участницы из первой группы на протяжении четырех недель дважды в день ели йогуртовую смесь, содержащую несколько пробиотиков. Участницы из второй группы ели молочный продукт, который выглядел и на вкус был как йогурт, но при этом пробиотиков не содержал. Участницы из третьей группы не получали ни того ни другого. В начале эксперимента каждой из участниц было проведено функциональное МРТ-сканирование (фМРТ) головного мозга, которое повторили еще раз через четыре недели. С помощью фМРТ оценивается степень активности головного мозга, а не его структура, так что исследователи в состоянии определить, какие области головного мозга проявляют активность в конкретный момент. В профессиональной среде подобная активность мозга технически носит название «возбудимость» — реакция мозга на стимул или изменение окружающей среды. Через четыре недели участницам эксперимента продемонстрировали специально подобранные картинки с целью вызвать их эмоциональный отклик. В частности, участницы видели серию фотографий раздраженных или испуганных людей и соотносили их с другими лицами, выражавшими аналогичные эмоции.

Результаты, полученные учеными, были поистине ошеломляющими. У участниц, которые ели йогуртовую смесь с пробиотиками, во время эмоциональной реакции наблюдалось снижение активности как островка Рейля, так и соматосенсорной коры головного мозга. Островок Рейля — структура мозга, интегрирующая и обрабатывающая сигналы о внутреннем состоянии организма, например о состоянии кишечника. У этих участниц также наблюдалась сниженная активность, или возбудимость, в широкой нейронной сети головного мозга, занимающейся обработкой эмоций, когнитивных функций и сенсорного восприятия. У участниц из двух других групп, наоборот, отмечалась устойчивая или повышенная реакция этой сети. Это свидетельствует о том, что фотографии оказали на них эмоциональное воздействие. Более того, когда ученые провели сканирование мозга участниц без вовлечения их в выполнение задания на эмоциональную реакцию, выяснилось, что у тех, кто употреблял пробиотики, отмечается более сильная взаимосвязь между основной областью ствола головного мозга и зонами префронтальной коры мозга, регулирующими когнитивные функции. У участниц из третьей группы отмечалась более сильная взаимосвязь с областями головного мозга, отвечающими за эмоции и восприятие. У второй группы, употреблявшей молочные продукты без пробиотиков, результаты носили промежуточный характер.