肠道微生物与自闭症研究进展

自闭症是一种严重的神经发育障碍,其患病率急剧上升,不符合哈迪-温伯格平衡,表明环境因素对其影响远大于遗传因素.自闭症与肠道微生物失衡及肠-脑轴异常密切相关.由于肠脑发育与头脑发育同步,因而在婴幼儿发育的关键期肠道微生物发育异常可增加自闭症风险.肠道微生物可通过代谢产物、免疫、神经内分泌以及迷走神经等途径影响自闭症.特定有益微生物菌株主要通过微生物-肠-脑轴、调节微生态平衡和抗感染、调节宿主代谢和吸收、改善肠漏等方式改善和治疗自闭症.益生菌以肠道菌群为靶点或可成为自闭症有效辅助治疗方法.本文对近年来与肠道微生物相关的自闭症研究进行综述,为我国今后全面防治自闭症提供人体共生微生物领域的参考.     

抑郁症研究的发展和趋势——从菌-肠-脑轴看抑郁症

抑郁症是现代社会最常见的心理疾病,该病不仅降低个人的生活质量,还给家庭和社会带来巨大的经济负担.但由于经济文化和医疗资源等因素限制,目前大部分抑郁症患者并没有进行过任何治疗,已有疗法效果的有限性又进一步加剧了这种困境.研究发现,抑郁症患者的大脑、内分泌、免疫和肠脑功能都出现异常,脑-肠轴功能失常可能是抑郁症的主要病理机制.以往的抑郁症治疗主要针对大脑,如药物治疗和心理治疗,而忽视了患者的其他症状.近年来,全世界范围随生活水平的提高抑郁症患病率也随之升高的现象提示,食品添加剂、药物、环境压力及不良饮食等均可为肠道菌群异常的直接诱因,而肠道菌群改变导致菌-肠-脑轴功能异常更可能促进抑郁症发生;通过益生菌、益生元、健康饮食以及粪便菌群移植等方式重建肠道菌群平衡,改善菌-肠-脑轴功能则能减轻甚至治疗抑郁.通过调节肠道微生物来改变抑郁焦虑等心理疾病已成为神经科学和心理学的热点,维护良好的肠道菌群可能是未来抑郁症预防和治疗的重要方向.     

肠道微生物与皮肤疾病——肠-脑-皮轴研究进展

皮肤疾病,特别是湿疹、皮炎和痤疮等不仅影响个人形象,还可引起躯体感觉不适或精神异常.皮肤疾病影响人群广泛,病因复杂,复发率高,全球范围内患病人数不断增加.皮肤疾病与心理疾病之间存在密切联系,并且心理疾病的患病比例增长趋势也很明显.近年来的研究表明,肠道状态、肠道微生物以及心理疾病与皮肤疾病的关联称作肠道-大脑-皮肤轴(肠-脑-皮轴).肠道微生物可影响皮肤疾病的发生,并且精神状态与肠道微生物健康状况可折射皮肤健康状况.反之,皮肤状况也可作为精神状态和肠道微生物健康状况的评估参照.饮食是通过肠-脑-皮轴影响皮肤的重要因素,而心理因素对皮肤健康的影响也不能忽视.通过将肠道和皮肤微生物、肠道状态、大脑以及皮肤作为一个系统,而非独立对待,进而围绕肠-脑-皮轴进行干预将是解决皮肤疾病的重要方法.未来皮肤病的治疗趋势是将饮食、益生菌、益生元、药物和心理健康等方式综合运用.本文将重点介绍人类第二基因组——人体微生物组、肠道-大脑-皮肤轴与皮肤疾病的关系以及相互影响有关的研究进展.     

肠道菌群影响宿主行为的研究进展

肠道内定植了数量众多、种类丰富的肠道菌群,它们和宿主间形成了互利共生的关系,对宿主的健康产生着重大影响.近年来,随着对肠道菌群调控作用研究的不断深入,发现肠道菌群不仅调控肠道活动,还影响宿主的脑功能和行为.肠道菌群通过肠-脑轴调控宿主行为,而肠-脑轴是由免疫、神经内分泌和迷走神经途径构成的肠道和脑之间的交流系统.动物研究(无菌动物、肠道病原菌感染以及抗生素和益生菌处理动物)和临床观测结果表明,肠道菌群通过肠-脑轴对宿主的应激反应、焦虑、抑郁和认知功能产生重要影响.平衡的肠道菌群可以促进宿主的身心健康,而肠道菌群失调则可能引发肠-脑疾病(如肠易激综合征、炎性肠道疾病和肝性脑病)和中枢神经系统疾病(如多发性硬化症、阿尔兹海默症和自闭症等).深入了解肠道菌群对宿主行为的影响,有助于更好地理解肠易激综合征和多发性硬化症等的发病机理,并认识到调节和恢复正常肠道菌群的安全有效措施(补充益生菌)是治疗精神心理疾病的重要组成部分.     

人类大脑类器官在小鼠脑内茁壮成长

正将人类大脑类器官移植到小鼠大脑后,类器官发育出了血管并融入神经元网络内部。研究人员在《自然-生物技术》杂志2018年第4期上提出:小鼠大脑成为人类大脑类器官的良好生长地。大脑类器官,也就是所谓的"迷你大脑",是从干细胞中生长出来的微小大脑细胞丛,正在被研究人员用来研究自闭症和其他神经疾病的神经基础。但是,这些类器官在培养物中通常只能生长数月就会死去,这大大限制了其作为真     

融合多模态数据的自闭症谱系障碍儿童智能化识别及其有效性

自闭症发病率呈逐年上升趋势,早期发现和及时干预可以显著改善预后,能够很大程度上改善自闭症儿童的语言能力、认知能力以及行为习惯,因此,自闭症的早期识别工作意义重大.传统识别方法能够获得较好的识别结果,但过程耗时且高度依赖于专业人员的操作,而已有的智能化识别方法的识别精度难以满足应用需求.本研究探索了融合多模态数据的自闭症儿童智能化识别方法,通过对行为数据和认知数据的分析发现,自闭症儿童和典型发展儿童在眼动、面部表情、认知得分和认知反应时数据上存在显著性差异.本研究利用数据差异性分析进行特征选择,构建了融合多模态数据的自闭症儿童识别框架,该框架根据数据来源和时间同步性将数据进行分层融合,进而得到最终的识别结果.同时,将融合多模态数据的自闭症儿童智能化识别方法以及各单模态识别方法分别与传统方法识别结果进行一致性检验,验证融合多模态数据识别方法的泛化能力和有效性.结果表明,与各单模态识别方法相比,融合多模态数据的自闭症谱系障碍儿童识别与传统方法识别结果一致性程度最高,识别正确率与传统识别方法的正确率最接近,是一种有效的自闭症儿童智能化识别方法.     

饮食帮你神清气爽

在最近的20多年里,许多研究证实,有些食物能影响大脑化学分子,从而影响到人的情绪和精力、行为和举止,当我们神情疲倦、心情低落时,针对性地调整饮食对情绪调解有意想不到的作用,鸡肉这种食物富含一种叫酪氨酸的氨基酸。它能提高大脑化学分子多巴宁的含量,提高人的灵敏性和反应能力。此外,酪氨酸还能增强体力,帮助人体更好地应付压力。     

新型脑图谱展示大脑组织运作方式

正探索时代早已过去,但至少还有一个领域在很大程度上仍属未知:即人类大脑。位于圣路易斯的华盛顿大学医学院的研究者们研发设计的一种新型详细的脑图谱,展示了大脑皮层的景象,大脑皮层即最外层大脑,参与感知和注意力控制的主导性结构,同时在语言、工具使用和抽象思维等人类独有的功能方面发挥着重要作用。该新型脑图谱对一个正常人大脑的诸多功能进行了细致入微的界定区分,将有助于脑部疾病的研究,如自闭症、精神分裂症、痴呆和癫痫等。利用该脑图谱,科学家可以分析理解上述脑疾病患者的大脑同健康成人大脑相比之间的差异。另外,还可     

正负面情绪刺激下自闭症谱系障碍儿童的脑电信号分析

自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD,简称自闭症)是一种神经发育障碍,通过脑电活动研究可以对自闭症儿童脑功能发展进行客观评价.在个体社会发展中情绪认知能力十分重要,自闭症儿童的情绪认知缺陷对其社会互动能力造成了极大的影响,阻碍了自闭症儿童的社会性发展.本研究主要通过分析情绪视频诱发被试儿童产生正面与负面情绪过程中的额叶、颞叶、枕叶等脑区的脑电活动,并结合情绪性能指标和认知水平,探索自闭症儿童和典型发展儿童的各自表现以及其脑电差异性.实验共招募80名儿童(自闭症儿童组:40名;典型发展儿童组:40名),通过快速傅里叶变换方法对被试儿童脑电分脑区进行功率谱分析,并探索情绪组别间效应.发现自闭症儿童脑波总体呈现出低频(delta, theta)和高频(beta, gamma)功率过大而Alpha频段功率较低的特点,且不同脑区的差异程度不同.通过比较正负面两种情绪刺激下基于脑波功率得到的情绪性能指标与认知的问答情况发现,自闭症儿童在不同情绪刺激下的情绪变化远小于典型发展儿童,并在正面情绪下有更高的兴趣度与参与度.此外,其情绪认知、空间认知等6个方面的认知情...     

人体肠道微生物与健康

正人体肠道微生物时刻伴随人类成长,不仅帮助消化食物,更是人体有效抵抗外界病原菌入侵的屏障。漫长的进化过程形成的平衡稳定的肠道微生态环境对于人体的营养、代谢和免疫起着至关重要的作用。人体内存在大量共生微生物,它们大部分寄居在人的肠道中,数量超过1000万亿(10~(14)数量级),是人体细胞总数的10倍以上,其总重量超过1.5公斤,若将单个微生物排列起来可绕地球两圈。胃肠道是微生物的"大仓库",人体就是一个移动的微生物聚集地。从基因组角度看,一个健康成年人肠道微生物的全部基因组数量异常庞大。在漫长的进化过程中,肠道微生物与人类     

人体肠道微生物群、营养与健康

人体肠道微生物群是人体消化道系统中栖息的微生物总称.这些微生物与人体长期共进化,形成了一个平衡的微生态系统.人体微生物群与健康和疾病密切相关,被视为人体最大的内分泌"器官".该器官具有调节功能,通过改变微生物群的构成、种类与比例实现维护和恢复人体健康的目的.因此,人体微生物群及其与机体互作平衡网络研究,将为精准医学的诊断、治疗和预后评估带来革命性变化.肠道微生物群与摄入食物营养密切互作,不仅有助于降解食物营养素,还能够合成多种营养素供人体利用.研究者逐步认识到人体、微生物群、营养和免疫存在密切互作关系,因此,解析这一互作网络将为精准营养学的发展带来前所未有的新机遇.本文在总结目前人体肠道微生物群、营养与健康关系研究成果的基础上,从多个视角综述了此交叉领域日新月异的进展.     

奶粉伴侣 不是一般的坑爹

近年来,市场上出现了大量的"奶粉伴侣",宣称不是奶粉,而是针对宝宝喝奶粉容易上火、消化不良等现象,科学搭配消食植物精华和高效益生元,并添加DHA、牛磺酸等聪明营养成分精心研制的全新一代健康好伴侣。奶粉伴侣中主要成分的说明,如"减轻宝宝火气""帮助改善肠道功能,促进食物消化和吸收""促进大脑和视力的发育,宝宝聪明,眼睛亮",等等,吸引了无数年轻父母的眼球。     

益生菌、肠道菌群与健康

正在过去的15年,测序手段、生物信息学及宏基因组技术的快速发展,使得探索肠道微生物的组成和功能成为可能,并由此涌现出一大批举世瞩目的研究成果.目前,肠道菌群已发展成为生命科学、食品营养学、医疗保健和微生物学等众多领域的研究热点.据报道,2013～2017年,专注于肠道微生物的论著多达12900种,仅2017年围绕肠道微生物就有4000余篇学术论文发表.该领域的蓬勃发展侧面反映了肠道菌群研究的重要性和必要性.     

人类天生会“用眼”有遗传依据

<正>一项新的神经科学研究显示,在人类成长初期只能"用眼观察"来收集信息,这种能力居然是可遗传的,而自闭症患者的此功能受损。该发现有助于进一步理解一种遗传特性是如何影响人类与周围环境互动的。尽管此前已有其他研究探讨了类似概念,比如将自闭症儿童的发育情况与正常发育的同龄儿童做对比,但这是首次向人们展示一种直接可追踪的遗传现象。     

共情:遗传-环境-内分泌-大脑机制

共情是指感知到他人的情感状态,使得自己产生与之类似的情绪或感受的能力,它包含情感共情和认知共情两种成分.本文结合健康被试和脑损伤患者的神经影像学研究,概述了共情两种成分的认知神经基础:情感共情涉及的特异性脑区主要有额下回(IFG)、脑岛和前扣带回(ACC),认知共情的特异性脑区主要有腹内侧前额叶皮层(vm PFC).然后,从内分泌、遗传和环境几个方面,详细讨论了影响共情能力及其行为的复杂因素.对共情的内分泌研究发现,催产素能够促进个体的共情反应,而睾丸素则会弱化个体的共情反应,且产前睾丸素可能会影响个体共情能力的发育;对共情的社会环境和遗传学研究发现,家庭成员的特质、父母教养方式、学校教育和人际关系等环境因素与催产素受体、多巴胺受体、五羟色胺转运蛋白(5-HTTLPR)和锌指蛋白(ZNF804A)等基因的多态性都会影响共情反应和共情能力的发展.在现有研究的基础上,本文提出了共情的遗传-环境-内分泌-大脑理论框架,揭示了影响共情的各个因素间的相互作用.最后,指出了当前共情研究中所存在的问题和局限,未来有必要在大样本研究的基础上开展纵向研究,综合考量多个因素(遗传、环境、内分泌和大脑)及其交互作用对共情的影响,揭示共情能力提升的关键因素;并在此基础上促进基础共情研究成果向社会生活和临床实践转化,有效地改善个体的共情能力及其行为,从而促进社会和谐与进步,真正意义上实现"老吾老,以及人之老;幼吾幼,以及人之幼".     

实时功能磁共振成像及其应用

实时功能磁共振成像通过技术手段将数据分析所需的时间缩短到可与数据采集时间相比拟的程度,从而能在实验进程中将大脑皮层活动情况即刻反馈给受试者,构成一个闭合的神经反馈回路.近年来随着数据采集技术与图像重建算法的改进以及计算机运算能力的提高,实时功能磁共振成像技术日趋成熟并在诸多方面得到应用.凭借实时功能磁共振成像提供的神经反馈,受试者能够自主调节相关脑区的激活水平,与被调节脑区相关的认知过程或行为也会随之变化,这为认知神经科学提供了一种新的研究范式.实时功能磁共振成像还可以用作具备优良空间分辨率和全脑覆盖性的脑机接口,通过对大脑皮层激活模式的分析对脑状态进行判断和分类,从而实现仅依赖大脑活动的交互方式.另外,实时功能磁共振成像在临床上的潜在应用也得到了广泛关注,它为神经系统或精神类疾病的治疗与康复提供了新的途径,患者有望通过神经反馈调控异常的大脑激活状况从而缓解相应症状.本文旨在对实时功能磁共振成像的概念、关键技术及相关应用进行详细的介绍,并对其面临的问题和发展的前景进行讨论.     

鲜为人知的另类感冒

"吃"出来的感冒 德国杜塞尔营养院古斯塔夫·克兰霍弗教授研究表明,感冒与饮食关系密切,一些感冒是由于饮食不当而引起的.诸如过多地食用肉类、乳制品等,可降低体内免疫细胞的抗病毒能力,引起感冒:过多地摄入高盐食物,可导致唾液分泌减少,使口腔及鼻腔黏膜水肿、充血、病原微生物增多,容易引起上呼吸道感染,最终导致感冒;食用过多的高糖食物,可消耗体内水分和营养物质,引起口干舌燥,使机体免疫力降低,进而容易诱发感冒.     

重塑大脑

切脑保命 小威廉出生后不久就频发癫痫,平均每天高达80多次.除了浑身抽搐,癫痫还会引发危险的呼吸暂停.小威廉—天天长大,他的癫痫也逐渐恶化.癫痫不但影响他的生活,也一点点蚕食他的生命.随着耐药性的逐渐提高,手术成了他唯一的选择. 小威廉的病情源于大脑皮质发育异常,这是癫痫病最常见的原因之一.在胚胎发育阶段,小威廉的大脑...     

语言中枢男女有别

以往一直认为,人类的语言中枢位于大脑的左半部。只有惯用左手的人说话以及理解语言的能力是左右两半脑共管的。可是,最近加拿大的女医生麦克格朗对此提出了疑问。她经过研究,认为一般妇女(指普通惯用右手者)的语言中枢也分布在左右两半脑。麦克格朗检查了385位由于事故和疾病而损伤了半个大脑的病人,对他们分别进行了操作、视觉和语言方面的智商测验。原先人们认为,凡左半脑受损的病人,其语     

益生菌:代谢性疾病调控新靶向

代谢综合征是一种代谢异常性疾病,近年来随着其发病率逐年升高,严重影响个人的生活质量,成为世界性公共卫生问题.代谢紊乱性疾病的流行与近几十年来膳食中大量营养素摄入量的动态变化和生活方式的改变有关.肠道微生物群失调被认为是代谢紊乱发生的影响因素之一,如何通过调节肠道菌群改善代谢综合征已成为目前的研究热点.益生菌作为一种广泛应用于食品中对人类健康有益的活的微生物,通过调节肠道微生物群起到改善血糖、调节血脂和降低胰岛素抵抗及胆固醇的作用.本文综述了益生菌在肥胖、2型糖尿病及高血压等代谢性疾病方面的具体作用效果及相关机制,提出在其应用过程中将面临的问题,为益生菌在未来的产业发展及应用提供新的思路.