Aby sme odstránili tieto medzery vo vedomostiach, vedci z Floridskej atlantickej univerzity Charles E. Schmidt College of Science a Harbor Branch Oceanographic Institute, v spolupráci s Cornell University, študoval vzťah medzi kogníciou a črevným mikrobiómom v zajatí zebrových pěnkav (Taeniopygia guttata).
Spevové vtáky poskytujú príležitosť testovať os mikrobioty a čreva a mozgu kvôli nedávnym pokrokom v chápaní vtáčieho poznávania.
V populácii 38 zebrových piniek vedci kvantifikovali výkonnosť kognitívnych úloh merajúcich učenie a pamäť. Na štúdium, odobrali vzorky z črevného mikrobiómu pomocou kloakálneho tampónu a kvantifikovali diverzitu alfa a beta baktérií. Kloakálny mikrobióm zebra finch je reprezentantom hrubého čreva.
Výsledky štúdie, uverejnené v časopise Kráľovskej spoločnosti Biologické listy , ukázali, že črevné mikrobiómy čriev zebrových pěnkav súviseli s výkonom v kognitívnom teste, kde sa naučili novú techniku hľadania potravy.
Vedci tiež identifikovali potenciálne kritické baktérie, ktoré boli v vtákoch relatívne hojnejšie, a ktoré v tomto teste dosiahli lepšie výsledky. Táto korelácia poskytuje niektoré z prvých dôkazov o vzťahu medzi mikrobiómom vtáčieho čreva a jeho mozgom.
Črevný mikrobióm zvieraťa môže mať rozsiahle účinky na zdravie, kognitívny výkon a správanie, razenie koncepčného rámca „os mikrobiota-črevo-mozog. Črevný mikrobióm môže ovplyvniť mozog priamo uvoľnením neurotransmiterov a prekurzorov, ktoré stimulujú nervus vagus, a nepriamo ovplyvňovaním imunitného systému. Charakteristiky črevných mikrobiómov sú u hlodavcov a ľudí spojené s učením, pamäťou a duševným zdravím. "
Morgan C. Slevin, Vedúci štúdie a zodpovedajúci autor, Floridská atlantická univerzita
Slevin je tiež FAU Ph.D. študent integratívnej biológie a neurovedy.
Na posúdenie kognitívnej výkonnosti vedci testovali zebra pinky pomocou troch úloh merajúcich učenie a pamäť:nové hľadanie potravy, farebná asociácia, a obrátenie farieb. Každý vták bol testovaný jednotlivo (vizuálne, ale nie akusticky izolovaný od iných subjektov) a vedci si diaľkovo prezerali a hodnotili pokusy prostredníctvom videa.
Zistenia ukázali, že Helicobacter zodpovedný za mnohé črevné choroby vrátane vredov, a Gallibacterium, s mnohými hemolytickými druhmi, ktoré sa nachádzajú u vtákov vrátane hydiny, boli spravidla hojnejšie u vtákov, ktoré podávali zlé výkony.
„Aj keď sme neidentifikovali prospešné taxóny zodpovedné za rozdiely medzi výkonnostnými kategóriami, navrhujeme, aby Helicobacter a Gallibacterium mohli signalizovať nerovnováhu mikrobiómov alebo nesprávnu adaptáciu u zle výkonných vtákov, “povedala Rindy C. Anderson, Ph.D., hlavný autor, odborný asistent biologických vied na FAU Charles E. Schmidt College of Science, a člen Brain Institute of FAU.
"Toto zistenie vyvoláva otázku:" Ovplyvňujú konkrétne taxóny kognitívnu výkonnosť? Alebo, Je mikrobióm čreva speváka jednoducho dôkazom kvality hostiteľa, a teda koreluje s kognitívnymi schopnosťami? ' Výskum by mohol tieto otázky vyriešiť popisom funkčnosti základných členov mikrobiómu pre viac druhov vtákov a testovaním toho, ako špecifické pre- a probiotické ošetrenia ovplyvňujú kognitívne schopnosti. “
Vedci poznamenávajú, že ďalšou zaujímavou možnosťou je, že charakteristiky mikrobiómov ovplyvňujú niektoré kognitívne procesy viac ako ostatné v závislosti od pohlavia, ako je motorické učenie a krátkodobá pamäť (nové hľadanie potravy) v porovnaní s dlhodobejšou asociatívnou pamäťou (asociácia farieb) a flexibilitou (obrátenie farieb).
Tieto štúdie budú kľúčové pre pochopenie toho, ako mikrobióm ovplyvňuje mozog a celkové zdravie voľne žijúcich zvierat a zvierat v zajatí.