Studien publicerades online 28 mars i tidningen Utveckling och psykopatologi .
"En vanlig anledning till att barn dyker upp på läkarkontor är tarmklagomål, sa Nim Tottenham, professor i psykologi vid Columbia och seniorförfattare till studien. "Våra resultat tyder på att gastrointestinala symtom hos små barn kan vara en röd flagga för primärvårdsläkare för framtida känslomässiga hälsoproblem."
Forskare har länge noterat det starka sambandet mellan tarmen och hjärnan. Tidigare forskning har visat att en historia av trauma eller övergrepp har rapporterats hos upp till hälften av vuxna med irritabelt tarmsyndrom (IBS), med en prevalens dubbelt så stor som hos patienter utan IBS.
"Traumas roll för att öka sårbarheten för både gastrointestinala och psykiska symtom är väl etablerad hos vuxna men studeras sällan i barndomen, "sa studieledande författare Bridget Callaghan, en doktorsexamen vid Columbia psykologiska avdelning. Dessutom, Hon sa, djurstudier har visat att motgångsinducerade förändringar i tarmmikrobiomet-bakteriesamhället i kroppen som reglerar allt från matsmältning till immunsystemets funktion påverkar neurologisk utveckling, men inga mänskliga studier har gjort det.
"Vår studie är bland de första som kopplar samman störningar av ett barns gastrointestinala mikrobiom som utlöses av motgångar i tidigt liv med hjärnaktivitet i regioner som är förknippade med emotionell hälsa, "Sa Callaghan.
Forskarna fokuserade på utveckling hos barn som upplevde extrem psykosocial berövning på grund av institutionell vård före internationell adoption. Att skilja ett barn från en förälder är känt för att vara en kraftfull förutsägare för psykiska problem hos människor. Den upplevelsen, när modellerad i gnagare, framkallar rädsla och ångest, hindrar neuroutveckling och förändrar mikrobiella samhällen under hela livslängden.
Forskarna använde data från 115 barn som antogs från barnhem eller fosterhem om eller innan de var 2 år, och från 229 barn uppfostrade av en biologisk vårdgivare. Barn med tidigare vårdstörningar visade högre symptomnivåer som inkluderade magsmärtor, förstoppning, kräkningar och illamående.
Från det provet av adopterade, forskarna valde sedan ut åtta deltagare, i åldrarna 7 till 13, från den motgång utsatta gruppen och ytterligare åtta som hade varit i gruppen som uppfostrats av sina biologiska föräldrar. Tottenham och Callaghan samlade beteendeinformation, pallprover och hjärnbilder från alla barn. De använde gensekvensering för att identifiera mikroberna som finns i avföringsproven och undersökte överflödet och mångfalden av bakterier i varje deltagares avföring.
Barn med en historia av tidiga vårdstörningar hade klart olika tarmmikrobiomer än de som växt med biologiska vårdgivare från födseln. Hjärnskanningar av alla barn visade också att hjärnaktivitetsmönster var korrelerade med vissa bakterier. Till exempel, barnen uppfostrade av föräldrar hade ökad tarmmikrobiom -mångfald, som är kopplad till prefrontal cortex, en region i hjärnan som är känd för att reglera känslor.
"Det är för tidigt att säga något avgörande, men vår studie indikerar att motgångsrelaterade förändringar i tarmmikrobiomet är relaterade till hjärnans funktion, inklusive skillnader i hjärnregionerna i samband med känslomässig bearbetning, säger Tottenham, en expert på känslomässig utveckling.
Mer forskning behövs, men Tottenham och Callaghan tror att deras studie hjälper till att fylla i en viktig lucka i litteraturen.
"Djurstudier berättar att kostinsatser och probiotika kan manipulera tarmmikrobiomet och förbättra effekterna av motgångar på centrala nervsystemet, särskilt under de första åren av livet när den utvecklande hjärnan och mikrobiomet är mer plastiska, "Callaghan säger." Det är möjligt att denna typ av forskning hjälper oss att veta om och hur vi bäst kan ingripa hos människor, och när."
Callaghan och Tottenham arbetar för närvarande på en större studie med 60 barn i New York City för att se om deras resultat kan replikeras. De förväntar sig resultatet senare i år.