Role osy mikrobiota-střevo-mozek ve vývoji mozku a duševním zdraví

Úzkostné poruchy jsou vysilující stavy, které s sebou nesou obrovské individuální, sociální a ekonomické náklady. Odhaduje se například, že celoživotní přetrvávající problémy s duševním zdravím stojí britské daňové poplatníky 8,6 miliardy liber ročně. Mnoho problémů duševního zdraví má svůj počátek v přechodném období od dospívání do rané dospělosti, pravděpodobně v důsledku komplexních a souběžných hormonálních, genetických, mozkových zracích a sociálních změn během tohoto období. Výzkum ukázal, že vývoj a zrání mozku sahá až do třetí dekády života a že vzorce aktivace mozku v pozdní adolescenci a rané dospělosti se stále výrazně liší od zralých dospělých. V posledních letech se mikrobiom ukázal jako nový a důležitý faktor, který může zvýšit riziko duševního zdraví jednotlivce. Střevo a mozek jsou úzce propojeny prostřednictvím osy střevo-mozek, která zahrnuje obousměrnou komunikaci prostřednictvím nervových, endokrinních a imunitních cest. Výzkum na lidských i zvířecích modelech také zdůraznil důležitou roli, kterou hraje střevní mikrobiota v regulaci mozku, následného chování a zejména v chování podobném úzkosti. Nejdůležitější je, že se ukázalo, že období dospívání může být kritickým oknem během vývoje, kdy mikrobiota pomáhá doladit osu střevo-mozek související se stresovými reakcemi a úzkostí.

Zde navrhovaný výzkum bude zkoumat roli osy mikrobiota-střevo-mozek ve vývoji mozku a duševním zdraví. Konkrétně budou výzkumníci zkoumat účinek příjmu prebiotik na duševní zdraví a pohodu v pozdní adolescenci / rané dospělosti, se zvláštním zaměřením na kortikální excitabilitu a konektivitu v mozkové síti regulace emocí.

Tento výzkum rozšíří předchozí výzkum interakcí střeva a mozku do posledních let dospívání. Období dospívání není důležité pouze s ohledem na dolaďování sítí regulace emocí, ale také, jak se ukázalo v nedávné práci, kritické pro vytvoření zdravých komunikačních vzorců mezi střevem a mozkem. Konkrétně zde budeme zkoumat, jak příjem prebiotik (galakto-oligosacharidů) po dobu 4 týdnů ovlivňuje kognitivní funkce, psychickou pohodu a základní mozkové sítě na vzorku 120 studentek bakalářského studia (ve věku 18-25 let). Konkrétně má navrhovaný výzkum dva hlavní cíle:

1. Zkoumat, jak příjem prebiotik ovlivňuje kortikální excitabilitu a plasticitu, jako jsou inhibiční hladiny GABA / excitačního glutamátu v klíčových sítích mozku pro regulaci emocí.
2. Zkoumat, jak příjem prebiotik ovlivňuje psychické fungování a pohodu, zejména s ohledem na úzkost a schopnost ovládat myšlenky.

120 účastníků bude rozděleno do dvou skupin po 60 účastnících, skupiny budou rozděleny podle věku, rukou a socioekonomického postavení. V každém testovacím čase (čas 1, 2 a 3) účastníci v obou skupinách podstoupí komplexní behaviorální a psychologické testování, aby se stanovila základní měřítka kognitivních funkcí a psychické pohody (jako je úroveň úzkosti).

Každý účastník bude také požádán, aby si doma odebral vzorek stolice pro 16s rRNA sekvenování mikrobiomu v obou testovacích časech. Skupina 1 bude dostávat denní dávku GOS po dobu 4 týdnů, zatímco skupina 2 bude dostávat placebo po stejnou dobu. Kromě toho se účastníci z obou skupin zúčastní také sezení se zobrazením mozku, aby zhodnotili účinek příjmu prebiotických doplňků na funkční odezvu mozkových sítí pro regulaci emocí.

Pro tuto studii vědci předpovídají, že intervenční skupina vykáže zlepšení v behaviorálních a psychologických proměnných souvisejících s regulací emocí a úzkostí ve srovnání se skupinou s placebem (Hypotéza 1). Předpovědi také očekávají pozorování snížené excitability v oblastech mozku s regulací emocí, jako je amygdala a prefrontální kůra, jak bylo hodnoceno pomocí 1H-magnetové rezonanční spektroskopie (Hypotéza 2).