كيف تساعد ميكروبات الأمعاء الفئران على إطفاء ذكريات الخوف؟
يُظهر بحث جديد على الفئران كيف يمكن للميكروبات الموجودة في الأمعاء أن تؤثر على القدرة على التخلص من استجابات الخوف. تقدم الدراسة أدلة مفصلة عن الآليات الخلوية والجزيئية التي تربط الأمعاء والدماغ.
على مدى السنوات العشر إلى العشرين الماضية ، لاحظ العلماء كيف تؤثر البكتيريا التي تعيش في جسم الإنسان وفي جسمه على الصحة.
ظهرت أدلة على كيفية ارتباط الاضطراب الذي يصيب هذه المجتمعات الميكروبية بالمرض وحتى بالتغيرات السلوكية.
تتجلى هذه الارتباطات أيضًا في العلاقات بين بعض اضطرابات المناعة الذاتية والحالات النفسية.
الأشخاص المصابون بالتصلب المتعدد أو مرض التهاب الأمعاء (IBD) ، على سبيل المثال ، قد يكونون مصابين ببكتيريا الأمعاء ويعانون من اضطرابات المزاج والقلق والاكتئاب.
ومع ذلك ، على الرغم من أن هذه التحقيقات قد أكدت وجود محور القناة الهضمية ، إلا أن الآليات التي يقوم عليها كانت غير واضحة.
الدراسة الجديدة التي ظهرت في الآونة الأخيرة طبيعة سجية يقدم الورق تفاصيل غير مسبوقة للعمليات الخلوية والجزيئية التي تربط ميكروبات الأمعاء وخلايا الدماغ.
يقول مؤلف الدراسة المشارك ديفيد أرتيس ، أستاذ علم المناعة ومدير أبحاث أمراض الأمعاء الالتهابية في طب وايل كورنيل في مدينة نيويورك: "لم يفهم أحد حتى الآن كيف تؤثر أمراض الأمعاء الالتهابية وغيرها من أمراض الجهاز الهضمي المزمنة على السلوك والصحة العقلية".
ويضيف: "دراستنا هي بداية طريقة جديدة لفهم الصورة كاملة".
التعلم والنسيان
بالنسبة للدراسة ، استخدم البروفيسور أرتيس وزملاؤه الفئران لمعرفة كيف يؤثر اضطراب ميكروبات الأمعاء على خلايا الدماغ.
لقد اعتمدوا على خبرتهم في سلوك الحيوان ، وتسلسل الجينات ، وكيمياء الخلايا.
ركز التحقيق على مدى قدرة الحيوانات على التعلم ونسيان مسببات الخوف باستخدام تجربة يسميها العلماء "تكييف الخوف وتعلم الانقراض".
في التجربة ، تتعلم الفئران ربط الصدمة الكهربائية على مخلبها بإصدار نغمة متزامنة.
في النهاية ، يمكن أن تثير النغمة في حد ذاتها نفس استجابة الخوف مثل الصدمة الكهربائية.
بعد التعرض المتكرر للنغمة بدون صدمة كهربائية مصاحبة ، تميل الفئران إلى نسيان الارتباط. وذلك لأن أدمغتهم تُطلع نفسها على حقيقة أن التهديد لم يعد موجودًا.
ومع ذلك ، وجد الباحثون أن الفئران التي كانت أحشائها خالية من الجراثيم منذ الولادة ، أو التي تم تقليل ميكروبات أمعائها بشكل كبير بسبب العلاج بالمضادات الحيوية ، أظهرت انخفاضًا ملحوظًا في القدرة على معرفة أن التهديد لم يعد موجودًا. بعبارة أخرى ، لم تكن أدمغتهم تتكيف مع الظروف الجديدة.
الجينات المعدلة في الخلايا الدبقية الصغيرة
سلط التحقيق الجيني للخلايا الدبقية الصغيرة في أدمغة الحيوانات بعض الضوء على الآلية الجزيئية وراء هذا التأثير.
نظر الباحثون في التعبير الجيني في قشرة الفص الجبهي الإنسي (mPFC) ، "منطقة من الدماغ معروفة بأنها حاسمة لتعلم الانقراض".
الخلايا الدبقية الصغيرة هي خلايا مناعية تعيش في الدماغ وتلعب العديد من الأدوار في تطورها ووظيفتها.
تتمثل إحدى وظائفهم في المساعدة في تحفيز وتقليم الروابط بين الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية لإعادة تشكيل دوائر الدماغ.
وجد الباحثون أن غياب ميكروبات الأمعاء قد غير التعبير الجيني للخلايا الدبقية الصغيرة في mPFC لدى الفئران بطريقة أدت إلى اضطراب الطريقة التي تتشكل بها الخلايا العصبية بشكل طبيعي وتزيل الروابط أثناء التعلم والنسيان.
وجد الفريق أيضًا تغييرات جوهرية في المواد الكيميائية في الدماغ في الفئران التي تفتقر إلى ميكروبات الأمعاء ، مثل المستويات المتغيرة من الجزيئات التي لها دور في الحالات العصبية والنفسية مثل التوحد وانفصام الشخصية.
لا تعمل استعادة بكتيريا الأمعاء إلا في وقت مبكر من الحياة
أجرى الباحثون أيضًا تجارب استعادوا فيها بكتيريا الأمعاء في الفئران الخالية من الجراثيم في أعمار مختلفة.
وجدوا أنه كان من الممكن لهذه الفئران أن تتخلص من استجابة الخوف المشروط ، ولكن فقط إذا استعادت بكتيريا الأمعاء بعد الولادة مباشرة.
لقد رأوا هذا اكتشافًا مهمًا ، حيث أن العديد من الحالات النفسية المرتبطة بالمناعة الذاتية لها أيضًا روابط مع المشكلات التي تحدث في المراحل المبكرة من نمو الدماغ.
يلاحظ البروفيسور أرتيس: "يؤثر محور القناة الهضمية على كل إنسان ، في كل يوم من حياته".
على الرغم من أنه من السابق لأوانه التأكد ، يقترح الباحث الرئيسي المشارك الدكتور كونور ليستون أنه مع مزيد من الدراسات ، ستؤدي هذه النتائج في النهاية إلى أهداف علاجية جديدة.
يقول: "هذا شيء سنحتاج إلى اختباره في المستقبل".
"لقد بدأنا في فهم المزيد حول كيفية تأثير القناة الهضمية على أمراض متنوعة مثل التوحد ومرض باركنسون واضطراب ما بعد الصدمة والاكتئاب".
البروفيسور ديفيد أرتيس
