De rol van de microbiota-darm-hersenas in hersenontwikkeling en geestelijke gezondheid

Angststoornissen zijn slopende aandoeningen die enorme individuele, sociale en economische kosten met zich meebrengen. Er wordt bijvoorbeeld geschat dat levenslange aanhoudende psychische problemen de Britse belastingbetaler jaarlijks 8,6 miljard pond kosten. Veel psychische problemen ontstaan ​​in de overgangsperiode van de adolescentie naar de vroege volwassenheid, mogelijk als gevolg van de complexe en gelijktijdige hormonale, genetische, hersenrijpende en sociale veranderingen gedurende deze periode. Onderzoek heeft aangetoond dat de ontwikkeling en rijping van de hersenen zich uitstrekt tot ver in het derde levensdecennium en dat hersenactiveringspatronen in de late adolescentie en vroege volwassenheid nog steeds significant verschillen van volwassen volwassenen. In de afgelopen jaren is het microbioom naar voren gekomen als een nieuwe en belangrijke factor die het risico voor de geestelijke gezondheid van een individu kan vergroten. De darm en de hersenen zijn nauw met elkaar verbonden via de darm-hersenas, die bidirectionele communicatie omvat via neurale, endocriene en immuunroutes. Onderzoek in zowel mens- als diermodellen heeft ook de belangrijke rol benadrukt die darmmicrobiota spelen bij het reguleren van de hersenen, daaropvolgend gedrag en vooral bij angstachtig gedrag. Het belangrijkste is dat is aangetoond dat de periode van de adolescentie een kritieke periode kan zijn tijdens de ontwikkeling waarin de microbiota helpt bij het afstemmen van de darm-hersenas die verband houdt met stressreacties en angst.

Het hier voorgestelde onderzoek zal de rol onderzoeken van de microbiota-darm-hersenas in de hersenontwikkeling en geestelijke gezondheid. Concreet zullen de onderzoekers het effect van de inname van prebiotica op de geestelijke gezondheid en het welzijn in de late adolescentie/vroege volwassenheid onderzoeken, met een bijzondere focus op corticale prikkelbaarheid en connectiviteit in het hersennetwerk voor emotieregulatie.

Dit onderzoek zal eerder onderzoek naar darm-herseninteracties uitbreiden naar de laatste jaren van de adolescentie. De periode van de adolescentie is niet alleen belangrijk met betrekking tot het afstemmen van emotieregulatienetwerken, maar ook, zoals in recent werk is aangetoond, van cruciaal belang voor het tot stand brengen van gezonde darm-brein communicatiepatronen. Concreet zullen we hier onderzoeken hoe prebiotische inname (Galacto-oligosacchariden) gedurende 4 weken het cognitief functioneren, psychologisch welzijn en de onderliggende hersennetwerken beïnvloedt in een steekproef van 120 vrouwelijke studenten (leeftijd 18-25 jaar). Concreet heeft het voorgestelde onderzoek twee hoofddoelen:

1. Onderzoeken hoe de inname van prebiotica de corticale exciteerbaarheid en plasticiteit beïnvloedt, zoals remmende GABA/excitatoire glutamaatniveaus in belangrijke hersennetwerken voor emotieregulatie.
2. Onderzoeken hoe de inname van prebiotica het psychisch functioneren en het welzijn beïnvloedt, in het bijzonder met betrekking tot het vermogen om angst en gedachten te beheersen.

120 deelnemers worden verdeeld in twee groepen van 60 deelnemers, groepen worden gematcht op leeftijd, handigheid en sociaal-economische status. Bij elke testtijd (Tijdstip 1, 2 en 3) ondergaan deelnemers in beide groepen uitgebreide gedrags- en psychologische tests om basismetingen van cognitief functioneren en psychisch welzijn (zoals angstniveaus) vast te stellen.

Elke deelnemer wordt ook gevraagd om thuis een ontlastingsmonster te verzamelen voor 16s rRNA-sequencing van het microbioom op beide testmomenten. Groep 1 krijgt gedurende 4 weken een dagelijkse dosis GOS, terwijl groep 2 gedurende dezelfde periode een placebo krijgt. Bovendien zullen deelnemers van beide groepen ook deelnemen aan een hersenbeeldvormingssessie om het effect van de inname van prebiotische supplementen op de functionele responsiviteit van hersennetwerken voor emotieregulatie te beoordelen.

Voor deze studie voorspellen de onderzoekers dat de interventiegroep verbeteringen zal laten zien in gedrags- en psychologische variabelen gerelateerd aan emotieregulatie en angst in vergelijking met de placebogroep (Hypothese 1). Voorspellingen verwachten ook een verminderde prikkelbaarheid waar te nemen in kernregio's voor emotieregulatie, zoals de amygdala en prefrontale cortex, zoals beoordeeld via 1H-magneetresonantiespectroscopie (Hypothese 2).