Forskere studerer sammenhengen mellom tarmmikrobiomet og hjernen hos mennesker,

gnagere Til tross for omfattende støtte for relasjoner mellom tarmmikrobiomet og hjernen ("mikrobiota-tarm-hjerne-aksen") hos mennesker og gnagere, lite er kjent om disse forholdene til andre dyr, etterlater spørsmål om dette systemets generalitet.

For å løse disse kunnskapshullene, forskere fra Florida Atlantic Universitys Charles E. Schmidt College of Science og Harbour Branch Oceanographic Institute, i samarbeid med Cornell University, studerte forholdet mellom kognisjon og tarmmikrobiomet til sebrafinner i fangenskap (Taeniopygia guttata).

Sangfugler gir en mulighet til å teste for en mikrobiota-tarm-hjerne-akse på grunn av de siste fremskrittene i forståelsen av aviær kognisjon.

I en befolkning på 38 sebrafinker, forskere kvantifiserte ytelsen på kognitive oppgaver som måler læring og minne. For studien, de samplet tarmmikrobiomet ved hjelp av en cloacal vattpinne og kvantifisert bakterielt alfa- og beta -mangfold. Sebrafinken cloacal mikrobiomet er representativt for tykktarmen.

Resultatene av studien, publisert i Royal Society's journal Biologiske brev , viste at sebrafinkenes tarmmikrobiomegenskaper var fanget av ytelse på en kognitiv analyse der de lærte en ny fôringsteknikk.

Forskere identifiserte også potensielt kritiske bakterier som var relativt mer utbredt hos fugler som fungerte bedre på denne analysen. Denne korrelasjonen gir noen av de første bevisene på et forhold mellom en fuglens tarmmikrobiom og hjernen.

Et dyrs tarmmikrobiom kan ha omfattende effekter på helse, kognitiv ytelse og atferd, myntet det konseptuelle rammeverket 'mikrobiota-tarm-hjerne-akse. Tarmmikrobiomet kan påvirke hjernen direkte ved å frigjøre nevrotransmittere og forløpere som stimulerer vagusnerven og indirekte ved å påvirke immunsystemet. Tarmmikrobiomeegenskaper har vært knyttet til gnagere og mennesker til læring og hukommelse og mental helse. "

Morgan C. Slevin, Studieleder og tilsvarende forfatter, Florida Atlantic University

Slevin er også en FAU Ph.D. student i integrativ biologi og nevrovitenskap.

For å vurdere kognitiv ytelse, forskerne testet sebrafinkene ved å bruke tre oppgaver som måler læring og minne:ny fôring, fargeforening, og fargeomslag. Hver fugl ble testet individuelt (visuelt, men ikke akustisk isolert fra andre fag), og forskere så på og scoret forsøk eksternt via video.

Funn viste Helicobacter, ansvarlig for mange tarmsykdommer, inkludert sår, og Gallibacterium, med mange hemolytiske arter som finnes hos fugler, inkludert fjærfe, var generelt mer utbredt hos fugler som presterte dårlig.

"Selv om vi ikke identifiserte fordelaktige taxaer som er ansvarlige for forskjeller mellom ytelseskategorier, vi foreslår at Helicobacter og Gallibacterium kan signalisere ubalanse i mikrobiomer eller feil tilpasning hos fugler med dårlig ytelse, "sa Rindy C. Anderson, Ph.D., seniorforfatter, en assisterende professor i biologi ved FAUs Charles E. Schmidt College of Science, og medlem av FAU's Brain Institute.

"Dette funnet reiser spørsmålet:'Påvirker spesifikke taxa kognitiv ytelse? Eller, er et tarmmikrobiom fra en sangfugl rett og slett et tegn på vertskvalitet og dermed korrelert med kognitiv evne? ' Forskning kan løse disse spørsmålene ved å beskrive funksjonaliteten til kjernemikrobiomedlemmene for flere fuglearter og teste hvordan spesifikke pre- og probiotiske behandlinger påvirker kognitiv evne. "

Forskerne bemerker at en annen spennende mulighet er at mikrobiomeegenskaper påvirker noen kognitive prosesser mer enn andre, avhengig av kjønn, for eksempel motorisk læring og kortsiktig hukommelse (roman foraging) sammenlignet med lengre sikt assosiativt minne (fargeassosiasjon) og fleksibilitet (fargeomvendelse).

Disse studiene vil være avgjørende for å forstå hvordan mikrobiomet påvirker hjernen og den generelle helsen til ville og fangede dyr.

• Tidlig administrering av kombinasjonsterapi kan være effektivt for behandling av magekreft
• Forskere undersøker hvordan forskjellige fødselsopplevelser påvirker nervesystemet i utvikling