Näiden tietämyspuutteiden korjaamiseksi Floridan Atlantin yliopiston Charles E.Schmidt College of Science- ja Harbour Branch Oceanographic Institute -tutkijat, yhteistyössä Cornellin yliopiston kanssa, tutki kognition ja vankeudessa pidettyjen seepra -suoliston (Taeniopygia guttata) suoliston mikrobiomin suhdetta.
Laululinnut tarjoavat mahdollisuuden testata mikrobiota-suolisto-aivojen akselia, koska lintujen kognition ymmärtäminen on viime aikoina edistynyt.
38 seepra -peippojen populaatiossa tutkijat kvantifioivat suorituskykyä kognitiivisissa tehtävissä, jotka mittaavat oppimista ja muistia. Tutkimusta varten he ottivat näytteen suolen mikrobiomista käyttäen kloaka -vanupuikkoa ja kvantifioivat bakteerien alfa- ja beeta -monimuotoisuuden. Seepran peippo -kloaakimikrobiomi edustaa sen paksusuolen mikrobiomia.
Tutkimuksen tulokset, julkaistu Royal Society -lehdessä Biologiset kirjeet , osoittivat, että vankeudessa elävien seepra -peippojen suoliston mikrobiomien ominaisuudet liittyivät kognitiivisen määrityksen suorituskykyyn, jossa he oppivat uuden ruokintatekniikan.
Tutkijat tunnistivat myös mahdollisesti kriittisiä bakteereja, jotka olivat suhteellisen runsaampia lintuissa, jotka toimivat paremmin tässä määrityksessä. Tämä korrelaatio tarjoaa joitain ensimmäisiä todisteita linnun suolen mikrobiomin ja sen aivojen välisestä suhteesta.
Eläimen suolen mikrobiomilla voi olla laaja-alaisia vaikutuksia terveyteen, kognitiivinen suorituskyky ja käyttäytyminen, Suoliston mikrobiomi voi vaikuttaa aivoihin suoraan vapauttamalla välittäjäaineita ja esiasteita, jotka stimuloivat vagushermoa, ja epäsuorasti vaikuttamalla immuunijärjestelmään. Suoliston mikrobiomien ominaisuudet on yhdistetty jyrsijöissä ja ihmisissä oppimiseen, muistiin ja mielenterveyteen. "
Morgan C.Slevin, Opintojen johtaja ja vastaava kirjoittaja, Floridan Atlantin yliopisto
Slevin on myös FAU -tohtori. integroivan biologian ja neurotieteen opiskelija.
Kognitiivisen suorituskyvyn arvioimiseksi tutkijat testasivat seeprapeikkoja käyttäen kolmea oppimista ja muistia mittaavaa tehtävää:uutta ruokintaa, väriyhdistelmä, ja värin kääntö. Jokainen lintu testattiin yksilöllisesti (visuaalisesti, mutta ei akustisesti eristettynä muista kohteista), ja tutkijat katselivat ja pisteytivät kokeita etänä videon välityksellä.
Havainnot osoittivat Helicobacteria, vastuussa monista suolistosairauksista, mukaan lukien haavaumat, ja Gallibacterium, monia hemolyyttisiä lajeja löytyy linnuista, myös siipikarjasta, olivat yleensä runsaampia heikosti toimivilla linnuilla.
"Vaikka emme tunnistaneet hyödyllisiä taksoneja, jotka olisivat vastuussa suorituskykyluokkien välisistä eroista, ehdotamme, että Helicobacter ja Gallibacterium voivat ilmoittaa mikrobiomien epätasapainosta tai huonosta sopeutumisesta huonokykyisissä linnuissa, "sanoi Rindy C. Anderson, Ph.D., vanhempi kirjailija, biologisen tieteen apulaisprofessori FAU:n Charles E.Schmidt College of Scienceissa, ja FAU:n Brain Institutein jäsen.
"Tämä havainto herättää kysymyksen:" Vaikuttavatko tietyt taksonit kognitiiviseen suorituskykyyn? onko laululintujen suoliston mikrobiomi vain osoitus isännän laadusta ja korreloi siten kognitiivisten kykyjen kanssa? '' Tutkimus voisi vastata näihin kysymyksiin kuvaamalla mikrobiomin ydinjäsenten toiminnallisuutta useampien lintulajien osalta ja testaamalla, miten tietyt pre- ja probioottiset hoidot vaikuttavat kognitiivisiin kykyihin. "
Tutkijat huomauttavat, että toinen kiehtova mahdollisuus on, että mikrobiomien ominaisuudet vaikuttavat joihinkin kognitiivisiin prosesseihin enemmän kuin toiset sukupuolen mukaan, kuten motorinen oppiminen ja lyhytaikainen muisti (uusi ruokinta) verrattuna pidemmän aikavälin assosiatiiviseen muistiin (väriyhdistelmä) ja joustavuuteen (värin kääntäminen).
Nämä tutkimukset ovat ratkaisevia ymmärtääkseen, miten mikrobiomi vaikuttaa luonnonvaraisten ja vankeudessa pidettyjen eläinten aivoihin ja yleiseen terveyteen.