I ricercatori studiano il legame tra il microbioma intestinale e il cervello negli esseri umani,

roditori Nonostante l'ampio supporto per le relazioni tra il microbioma intestinale e il cervello (l'"asse microbiota-intestino-cervello") nell'uomo e nei roditori, si sa poco di queste relazioni in altri animali, lasciando domande sulla generalità di questo sistema.

Per colmare queste lacune conoscitive, ricercatori del Charles E. Schmidt College of Science e dell'Harbour Branch Oceanographic Institute della Florida Atlantic University, in collaborazione con la Cornell University, ha studiato la relazione tra la cognizione e il microbioma intestinale dei diamanti mandarini in cattività (Taeniopygia guttata).

Gli uccelli canori offrono l'opportunità di testare un asse microbiota-intestino-cervello a causa dei recenti progressi nella comprensione della cognizione aviaria.

In una popolazione di 38 diamanti mandarini, i ricercatori hanno quantificato le prestazioni sui compiti cognitivi misurando l'apprendimento e la memoria. Per lo studio, hanno campionato il microbioma intestinale utilizzando un tampone cloacale e quantificato la diversità batterica alfa e beta. Il microbioma cloacale del diamante mandarino è rappresentativo di quello del suo intestino crasso.

Risultati dello studio, pubblicato nel giornale della Royal Society Lettere di biologia , hanno mostrato che le caratteristiche del microbioma intestinale dei diamanti mandarini in cattività erano correlate alle prestazioni in un test cognitivo in cui hanno appreso una nuova tecnica di foraggiamento.

I ricercatori hanno anche identificato batteri potenzialmente critici che erano relativamente più abbondanti negli uccelli che hanno ottenuto risultati migliori con questo test. Questa correlazione fornisce alcune delle prime prove di una relazione tra il microbioma intestinale di un uccello e il suo cervello.

Il microbioma intestinale di un animale può avere effetti ad ampio raggio sulla salute, prestazioni cognitive e comportamentali, coniando il quadro concettuale 'asse microbiota-intestino-cervello. Il microbioma intestinale può influenzare il cervello direttamente rilasciando neurotrasmettitori e precursori che stimolano il nervo vago e indirettamente influenzando il sistema immunitario. Le caratteristiche del microbioma intestinale sono state collegate nei roditori e negli esseri umani all'apprendimento, alla memoria e alla salute mentale".

Morgan C. Slevin, Responsabile dello studio e autore corrispondente, Florida Atlantic University

Slevin è anche un Ph.D. FAU. studente di biologia integrata e neuroscienze.

Per valutare le prestazioni cognitive, i ricercatori hanno testato i diamanti mandarini utilizzando tre compiti che misurano l'apprendimento e la memoria:nuovo foraggiamento, associazione di colori, e inversione di colore. Ogni uccello è stato testato individualmente (isolato visivamente ma non acusticamente da altri soggetti) e i ricercatori hanno visualizzato e valutato le prove a distanza tramite video.

I risultati hanno mostrato che Helicobacter, responsabile di molte malattie intestinali tra cui ulcere, e Gallibatterio, con molte specie emolitiche presenti negli uccelli compreso il pollame, erano generalmente più abbondanti negli uccelli che si comportavano male.

"Anche se non abbiamo identificato i taxa beneficiari responsabili delle differenze tra le categorie di prestazioni, suggeriamo che Helicobacter e Gallibacterium possono segnalare squilibrio del microbioma o disadattamento negli uccelli con scarse prestazioni, " ha detto Rindy C. Anderson, dottorato di ricerca, autore anziano, un assistente professore di scienze biologiche nel Charles E. Schmidt College of Science della FAU, e membro del Brain Institute della FAU.

"Questa scoperta solleva la domanda:'Taxa specifici influenzano le prestazioni cognitive? Oppure, il microbioma intestinale di un uccello canoro è semplicemente indicativo della qualità dell'ospite e quindi correlato alle capacità cognitive?' La ricerca potrebbe rispondere a queste domande descrivendo la funzionalità dei membri principali del microbioma per più specie di uccelli e testando come specifici trattamenti prebiotici e probiotici influenzano le capacità cognitive".

I ricercatori osservano che un'altra possibilità intrigante è che le caratteristiche del microbioma influenzino alcuni processi cognitivi più di altri a seconda del sesso, come l'apprendimento motorio e la memoria a breve termine (nuovo foraggiamento) rispetto alla memoria associativa a lungo termine (associazione dei colori) e alla flessibilità (inversione del colore).

Questi studi saranno cruciali per capire come il microbioma influenza il cervello e la salute generale degli animali selvatici e in cattività.

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