Rollen af ​​mikrobiota-tarm-hjerne-aksen i hjernens udvikling og mental sundhed

Angstlidelser er invaliderende tilstande, der medfører enorme individuelle, sociale og økonomiske omkostninger. For eksempel er det blevet anslået, at livslange vedvarende psykiske problemer koster den britiske skatteyder 8,6 milliarder pund årligt. Mange psykiske problemer opstår i overgangsperioden fra ungdom til tidlig voksenalder, muligvis et resultat af de komplekse og samtidige hormonelle, genetiske, hjernemodningsmæssige og sociale ændringer i denne periode. Forskning har vist, at hjernens udvikling og modning strækker sig langt ind i det tredje årti af livet, og at hjerneaktiveringsmønstre i slutningen af ​​teenageårene og tidlig voksenalder stadig adskiller sig væsentligt fra modne voksne. I de seneste år er mikrobiomet dukket op som en ny og vigtig faktor, der kan øge den mentale sundhedsrisiko for et individ. Tarmen og hjernen er tæt forbundet via tarm-hjerne-aksen, hvilket involverer tovejskommunikation via neurale, endokrine og immune veje. Forskning i både menneske- og dyremodeller har også fremhævet den vigtige rolle, som tarmmikrobiota spiller i reguleringen af ​​hjernen, efterfølgende adfærd og især i angstlignende adfærd. Vigtigst er det vist, at ungdomsårene kan være et kritisk vindue under udvikling, hvor mikrobiota hjælper med at finjustere tarm-hjerne-aksen relateret til stressreaktioner og angst.

Den forskning, der foreslås her, vil undersøge, hvilken rolle mikrobiota-tarm-hjerne-aksen spiller i hjernens udvikling og mental sundhed. Konkret vil forskerne undersøge effekten af ​​præbiotisk indtagelse på mental sundhed og velvære i slutningen af ​​teenageårene/tidlig voksenalder, med særligt fokus på kortikal excitabilitet og forbindelse i det følelsesregulerende hjernenetværk.

Denne forskning vil udvide tidligere forskning i tarm-hjerne-interaktioner til de sidste år af teenageårene. Ungdomsperioden er ikke kun vigtig med hensyn til finjustering af følelsesreguleringsnetværk, men også, som det er blevet vist i nyere arbejde, afgørende for etablering af sunde tarm-hjerne-kommunikationsmønstre. Specifikt vil vi her undersøge, hvordan præbiotikaindtag (Galacto-oligosaccharider) i 4 uger påvirker kognitiv funktion, psykologisk velvære og de underliggende hjernenetværk i et udvalg på 120 kvindelige bachelorstuderende (i alderen 18-25 år). Specifikt har den foreslåede forskning to hovedformål:

1. For at undersøge, hvordan præbiotisk indtagelse påvirker kortikal excitabilitet og plasticitet, såsom hæmmende GABA / excitatoriske glutamatniveauer i centrale følelsesregulerende hjernenetværk.
2. At undersøge, hvordan præbiotisk indtagelse påvirker psykologisk funktion og velvære, især med hensyn til angst og tankekontrolevner.

120 deltagere vil blive delt op i to grupper på 60 deltagere, grupper vil blive matchet for alder, behændighed og socioøkonomisk status. Ved hvert testtidspunkt (tid 1, 2 og 3) vil deltagerne i begge grupper gennemgå omfattende adfærdsmæssige og psykologiske tests for at etablere baseline mål for kognitiv funktion og psykologisk velvære (såsom angstniveauer).

Hver deltager vil også blive bedt om at indsamle en afføringsprøve derhjemme til 16s rRNA-sekventering af mikrobiomet på begge testtidspunkter. Gruppe 1 vil modtage en daglig dosis af GOS over 4 uger, mens gruppe 2 vil modtage placebo i samme periode. Derudover vil deltagere fra begge grupper også deltage i en hjernebilledsession for at vurdere effekten af ​​præbiotisk kosttilskud på den funktionelle reaktionsevne af følelsesregulerende hjernenetværk.

For denne undersøgelse forudsiger forskerne, at interventionsgruppen vil vise forbedringer i adfærdsmæssige og psykologiske variabler relateret til følelsesregulering og angst sammenlignet med placebogruppen (hypotese 1). Forudsigelser forventer også at observere nedsat excitabilitet i kernefølelsesregulerende hjerneregioner såsom amygdala og præfrontal cortex, som vurderet via 1H-magnetresonansspektroskopi (hypotese 2).