นักวิทยาศาสตร์ของเวอร์จิเนียเทคพบความเชื่อมโยงระหว่างจุลินทรีย์กับการพัฒนาสมองในระยะแรก

การศึกษาใหม่โดยนักวิทยาศาสตร์ของเวอร์จิเนียเทคเผยให้เห็นความเชื่อมโยงที่เป็นไปได้ระหว่างจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในลำไส้และที่อื่น ๆ ในร่างกายและพัฒนาการของสมองในระยะแรกที่อาจเกี่ยวข้องกับความผิดปกติต่าง ๆ เช่น ออทิสติก โรคจิตเภท โรคซึมเศร้า และโรคสมาธิสั้น นักวิจัยจากวิทยาลัยสัตวแพทยศาสตร์แห่งเวอร์จิเนีย-แมริแลนด์และสถาบันวิจัยชีวการแพทย์ฟราลินที่ VTCใช้เครื่องสแกนภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กแบบใหม่อันทรงพลังเพื่อศึกษาพัฒนาการของสมองในกรณีที่ไม่มีจุลินทรีย์หลายชนิด

“เราสนใจว่าส่วนอื่นๆ ของร่างกายจะส่งผลต่อสมองได้อย่างไร”

 Paul Mortonผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านการพัฒนาระบบประสาทและชีววิทยาระบบประสาทของวิทยาลัยสัตวแพทยศาสตร์แห่งเวอร์จิเนีย-แมริแลนด์และผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกล่าว “สิ่งที่เราพบบ่งชี้ว่าไมโครไบโอต้า – แบคทีเรีย ไวรัส และเชื้อรา ซึ่งมีแนวโน้มมากที่สุดในลำไส้ – มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาสมองในช่วงวัยเด็ก เมื่อสมองอ่อนแอต่อปัจจัยแวดล้อมที่อาจส่งผลให้เกิดความพิการในภายหลัง” ตีพิมพ์ในวารสารFrontiers in Cellular Neuroscienceในเดือนธันวาคม การศึกษานี้เป็นครั้งแรกที่ใช้เครื่องสแกน Bruker BioSpec 94/20 USR ของ Fralin Biomedical Research Institute ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์วิจัยหลัก สแกนเนอร์มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดเล็กเพื่อให้สามารถรวมสนามแม่เหล็กและรองรับสัตว์ทดลองขนาดเล็กหรือสมองที่แยกได้ การถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กขึ้นอยู่กับแม่เหล็กที่ทรงพลัง และแม่เหล็กที่ใช้ในการศึกษานี้ใช้แม่เหล็ก 9.4 เทสลา ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่า MRI 1.5 หรือ 3.0 เทสลาที่พบในโรงพยาบาลและคลินิก MRI ความแรงของสนามแม่เหล็กสูงนี้ช่วยให้สามารถถ่ายภาพสมองที่มีความละเอียดสูงขึ้นมากด้วยสัญญาณที่สะอาดกว่าและมีสัญญาณรบกวนในภาพน้อยกว่าแม่เหล็กที่มีพลังน้อยกว่า “อุปกรณ์นี้ช่วยให้เราสามารถให้ภาพที่มีความละเอียดสูงและคอนทราสต์สูงแก่นักวิจัย เพื่อดูสมองทั้งหมดด้วยรายละเอียดที่เหลือเชื่อ” Maosen Wangหนึ่งในผู้เขียนร่วมของการศึกษาและผู้อำนวยการสถาบันวิจัยขนาดเล็ก กล่าว เจาะสิ่งอำนวยความสะดวก MRI สำหรับการศึกษานี้ ทีมวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองสุกรปลอดเชื้อโรค ซึ่งมีความคล้ายคลึงกันมากกับมนุษย์ในการพัฒนาสมองและในระบบทางเดินอาหาร และใช้ MRI การวิเคราะห์เซลล์ และวิธีการทางชีวเคมีเพื่อแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของจุลินทรีย์ต่อการพัฒนาของไวท์ เรื่องในสมอง. สสารสีขาวประกอบด้วยไมอีลินเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นปลอกที่อุดมด้วยไขมันซึ่งช่วยให้การสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทสะดวกขึ้น

การศึกษามุ่งเน้นไปที่ช่วงเวลาที่เริ่มทันทีหลังคลอด 

ซึ่งเป็นช่วงที่สมองยังคงเติบโตอย่างรวดเร็วและมีการนำจุลินทรีย์เข้าสู่ร่างกาย “สิ่งที่เราพบคือทางเดินของสสารสีขาวซึ่งอยู่ใต้พื้นที่ส่วนหน้าของสมองที่เรียกว่า prefrontal cortex นั้นด้อยพัฒนาอย่างมากในสัตว์ที่ปราศจากเชื้อโรค ซึ่งบ่งชี้ว่าจุลินทรีย์ส่งเสริมการพัฒนาตามปกติในภูมิภาคนั้น” มอร์ตันกล่าว

อีกส่วนหนึ่งของสมองคือ corpus collosum ซึ่งเชื่อมระหว่างสมองซีกซ้ายและซีกขวาก็ได้รับผลกระทบเช่นกันนักวิจัยสงสัยว่าสสารสีขาวมีโอกาสเติบโตน้อยกว่าหากไม่ได้รับอิทธิพลที่เป็นประโยชน์จากไมโครไบโอต้า

นอกจากนี้ การศึกษายังตรวจสอบอิทธิพลของไมโครไบโอต้าต่อพัฒนาการของเซลล์เกลียชนิดหนึ่งในสมองที่เรียกว่าโอลิโกเดนโดรไซต์ เซลล์เหล่านี้ผลิตเยื่อไมอีลินซึ่งหุ้มสายไฟระหว่างการเชื่อมต่อของระบบประสาทเพื่อเพิ่มความเร็วในการสื่อสาร นักวิจัยพบว่าเซลล์เหล่านี้ผลิตได้น้อยลงในบริเวณเหล่านั้นของสมอง ซึ่งลดการผลิตไมอีลิน และอาจทำให้การสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทช้าลงหรือหยุดชะงัก

การค้นพบนี้ช่วยเพิ่มการวิจัยที่สนับสนุนการมีอยู่ของแกนสมองและลำไส้ซึ่งเป็นความเชื่อมโยงระหว่างลำไส้และระบบประสาทส่วนกลาง เมื่อเร็ว ๆ นี้ อิทธิพลของจุลินทรีย์ต่อพัฒนาการของสมองได้ถูกหยิบยกขึ้นมาเป็นจุดสนใจทางคลินิกและการวิจัย เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของไมโครไบโอต้ามีส่วนเกี่ยวข้องกับการศึกษาก่อนหน้านี้ในสภาวะสุขภาพ เช่น ความผิดปกติของสเปกตรัมออทิสติก โรคจิตเภท ภาวะซึมเศร้า และความวิตกกังวลผ่านทางแกนของลำไส้และสมอง 

ต่อไป นักวิจัยจะพยายามแยกตำแหน่งของจุลินทรีย์ที่ส่งผลกระทบต่อบริเวณสมองเหล่านี้ และระบุว่ามีแบคทีเรีย ไวรัส และ/หรือเชื้อราใดบ้างที่เกี่ยวข้อง “เรายังสนใจที่จะพิจารณาว่าผลกระทบเหล่านี้ต่อการพัฒนาสมองเป็นแบบถาวรหรือไม่ หรือมีกรอบเวลาที่เราสามารถเข้าไปแทรกแซงเพื่อส่งเสริมการเติบโตอย่างแข็งแรงได้หรือไม่” มอร์ตันกล่าว “ข้อดีประการหนึ่งของแนวทางนี้คือเสนอตัวเลือกการรักษาที่รุกรานน้อยที่สุด รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสูตรยาปฏิชีวนะหรือการเสริมผู้ป่วยด้วย pre-, pro- และ/หรือ symbiotics เพื่อเอาชนะความผิดปกติทางสุขภาพจิตที่อาจเกิดขึ้น”เครื่อง MRI ของ Bruker ที่ใช้ในการศึกษาเป็นหนึ่งในเครื่องสแกนหลายเครื่องที่เป็นส่วนหนึ่งของศูนย์วิจัยหลัก ของ Fralin Biomedical Research Institute รวมถึงเครื่องสแกน MRI อีกสี่เครื่องสำหรับมนุษย์ เครื่องสแกนเอกซ์เรย์คอมพิวเตอร์สำหรับมนุษย์และสัตว์ เครื่องอัลตราซาวนด์ที่เน้นเขตข้อมูลสูงโดยใช้ MRI และอาร์เรย์ของกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลและอิเล็กตรอน

Sadia Ahmed นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาสาขาชีวการแพทย์และสัตวแพทยศาสตร์ที่วิทยาลัยสัตวแพทยศาสตร์แห่งเวอร์จิเนีย-แมริแลนด์เป็นผู้เขียนคนแรกของการศึกษานี้ ผู้เขียนคนอื่น ๆ ได้แก่ Lijuan Yuan ศาสตราจารย์ด้านไวรัสวิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาที่วิทยาลัยสัตวแพทย์ Brittany Howell ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ Fralin Biomedical Research Institute; Stephen LaConte รองศาสตราจารย์ที่ Fralin Biomedical Research Institute; และอลิเซีย พิกเรล รองศาสตราจารย์จากโรงเรียนประสาทวิทยาแห่งเวอร์จิเนียเทค การศึกษานี้ได้รับทุนบางส่วนจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติและกองทุนเริ่มต้นจากวิทยาลัยสัตวแพทยศาสตร์แห่งเวอร์จิเนีย-แมริแลนด์

credit: sharedknowledgesystems.com mitoyotaprius.net sefriends.net coachsfactorysoutletonline.net psychoanalysisdownunder.com coachfactoryoutletonlinestorez.net cheapshirtscustom.net marchcommunity.net gstools.org sougisya.net