Il ruolo dell'asse microbiota-intestino-cervello nello sviluppo del cervello e nella salute mentale

I disturbi d'ansia sono condizioni debilitanti che comportano enormi costi individuali, sociali ed economici. Ad esempio, è stato stimato che i problemi di salute mentale persistenti per tutta la vita costano al contribuente del Regno Unito 8,6 miliardi di sterline all'anno. Molti problemi di salute mentale esordiscono nel periodo di transizione dall'adolescenza alla prima età adulta, probabilmente a causa dei complessi e concomitanti cambiamenti ormonali, genetici, di maturazione cerebrale e sociali durante questo periodo. La ricerca ha dimostrato che lo sviluppo e la maturazione del cervello si estendono fino alla terza decade di vita e che i modelli di attivazione cerebrale nella tarda adolescenza e nella prima età adulta differiscono ancora in modo significativo dagli adulti maturi. Negli ultimi anni, il microbioma è emerso come un nuovo e importante fattore che può aumentare il rischio per la salute mentale di un individuo. L'intestino e il cervello sono intimamente connessi tramite l'asse intestino-cervello, che coinvolge la comunicazione bidirezionale attraverso percorsi neurali, endocrini e immunitari. La ricerca su entrambi i modelli umani e animali ha anche evidenziato l'importante ruolo che il microbiota intestinale svolge nella regolazione del cervello, del successivo comportamento e in particolare del comportamento ansioso. Ancora più importante, è stato dimostrato che il periodo dell'adolescenza può essere una finestra critica durante lo sviluppo in cui il microbiota aiuta a mettere a punto l'asse intestino-cervello correlato alle risposte allo stress e all'ansia.

La ricerca qui proposta studierà il ruolo dell'asse microbiota-intestino-cervello nello sviluppo del cervello e nella salute mentale. Nello specifico, i ricercatori studieranno l'effetto dell'assunzione di prebiotici sulla salute mentale e sul benessere nella tarda adolescenza/prima età adulta, con particolare attenzione all'eccitabilità corticale e alla connettività nella rete cerebrale di regolazione delle emozioni.

Questa ricerca estenderà la ricerca precedente sulle interazioni intestino-cervello negli ultimi anni dell'adolescenza. Il periodo dell'adolescenza non è solo importante per quanto riguarda la messa a punto delle reti di regolazione delle emozioni, ma anche, come è stato dimostrato in un recente lavoro, fondamentale per stabilire modelli di comunicazione intestino-cervello sani. Nello specifico, qui analizzeremo come l'assunzione di prebiotici (galatto-oligosaccaridi) per 4 settimane influisce sul funzionamento cognitivo, sul benessere psicologico e sulle reti cerebrali sottostanti in un campione di 120 studentesse universitarie (età 18-25 anni). In particolare, la ricerca proposta ha due obiettivi principali:

1. Studiare come l'assunzione di prebiotici influenzi l'eccitabilità e la plasticità corticale, come i livelli inibitori di GABA/glutammato eccitatorio nelle principali reti cerebrali di regolazione delle emozioni.
2. Studiare come l'assunzione di prebiotici influisce sul funzionamento psicologico e sul benessere, in particolare per quanto riguarda l'ansia e le capacità di controllo del pensiero.

120 partecipanti saranno divisi in due gruppi di 60 partecipanti, i gruppi saranno abbinati per età, manualità e condizione socio-economica. Ad ogni momento del test (tempo 1, 2 e 3), i partecipanti di entrambi i gruppi saranno sottoposti a test comportamentali e psicologici completi per stabilire misure di base del funzionamento cognitivo e del benessere psicologico (come i livelli di ansia).

A ciascun partecipante verrà inoltre chiesto di raccogliere un campione di feci a casa per il sequenziamento dell'rRNA 16s del microbioma in entrambi i tempi di test. Il gruppo 1 riceverà un dosaggio giornaliero di GOS per 4 settimane, mentre il gruppo 2 riceverà un placebo nello stesso periodo. Inoltre, i partecipanti di entrambi i gruppi parteciperanno anche a una sessione di imaging cerebrale per valutare l'effetto dell'assunzione di integratori prebiotici sulla reattività funzionale delle reti cerebrali di regolazione delle emozioni.

Per questo studio, i ricercatori prevedono che il gruppo di intervento mostrerà miglioramenti nelle variabili comportamentali e psicologiche relative alla regolazione delle emozioni e all'ansia rispetto al gruppo placebo (Ipotesi 1). Le previsioni prevedono anche di osservare una diminuzione dell'eccitabilità nelle regioni centrali del cervello che regolano le emozioni come l'amigdala e la corteccia prefrontale, come valutato tramite spettroscopia di risonanza magnetica 1H (Ipotesi 2).