- 加齢により腸内微生物の変化が生じ、その結果、腸と脳の間の迷走神経シグナル伝達が弱まり、記憶形成能力が低下する
- 研究チームは迷走神経刺激を通じて、高齢マウスの記憶力と学習能力を若い個体レベルまで回復させた
- 特定の細菌Parabacteroides goldsteiniiの増加が、海馬活動の低下および認知機能の低下と直接的に関連している
- 腸内の炎症反応が迷走神経シグナルを抑制し、この過程が記憶力減退の直接的な原因として作用する
- 腸-脳連関の調節が、加齢関連の認知低下を巻き戻せる治療戦略として提示された
腸内微生物と認知機能の関連性
- 老化したマウスの微生物叢構成の変化が認知低下と関連している
- 免疫細胞がこうした変化を感知して炎症反応を引き起こし、迷走神経のシグナル伝達を妨げる
- その結果、海馬(hippocampus) の活動が低下し、記憶形成能力が落ちる
- 迷走神経刺激により、高齢マウスの記憶力と空間探索能力が若いマウスの水準まで回復した
- 研究チームは、記憶力減退が脳内部の要因だけでなく、腸内環境の変化によって調節されうることを確認した
腸内微生物交換実験
- 若いマウス（2カ月）と高齢マウス（18カ月）を一緒に飼育した結果、若いマウスの腸内微生物叢が高齢型へと変化した
- これらのマウスは新規物体認識および迷路脱出能力が低下し、高齢マウスに似た行動を示した
- 無菌環境で育ったマウスでは記憶力減退が現れなかった
- しかし、高齢マウスの微生物を移植された若いマウスでは、認知機能が急激に低下した
- 逆に、高齢型微生物を持つ若いマウスに広域抗生物質を2週間投与すると、認知機能が回復した
特定細菌と代謝物質の役割
- 老化したマウスではParabacteroides goldsteiniiの比率が増加し、この細菌が記憶力低下と直接的に関連している
- 若いマウスの腸にこの細菌を注入すると、海馬活動の低下および認知成績の低下が生じた
- この細菌の増加は中鎖脂肪酸(medium-chain fatty acids) 濃度を高め、
- この物質が骨髄系免疫細胞(myeloid cells) の炎症反応を誘導する
- 炎症は迷走神経活動と海馬機能を抑制し、記憶形成能力の低下につながる
迷走神経刺激と回復効果
- 高齢マウスに迷走神経活性化分子を投与すると、若いマウスと見分けがつかないほど認知機能が回復した
- 研究チームは、腸の老化 → 微生物の変化 → 免疫炎症 → 迷走神経抑制 → 記憶力減退という3段階経路を解明した
- 迷走神経刺激によってこの経路を逆転させれば、記憶機能を回復できる
ヒトへの適用可能性と今後の研究
- 研究チームは、同じ腸-脳経路がヒトでも存在するかを調査中である
- 迷走神経刺激はすでにうつ病、てんかん、脳卒中回復治療でFDA承認を受けた技術である
- 腸内微生物代謝産物の調節を通じた非侵襲的な認知機能改善法の開発可能性が示された
- 腸シグナルが記憶形成の文脈化(contextualization) に重要な役割を果たす可能性がある
- 研究はStanford MedicineとArc Instituteを中心に実施され、Natureに掲載された
1件のコメント
Hacker Newsのコメント
多くの人はタイトルにマウスへの言及がないことでこの記事を過小評価しているが、腸内細菌が人間の行動に影響を与えるという話はすでに何度も文書化されている
記憶力の向上が興味深い点なのに、みんなただ鼻で笑って流している雰囲気なので、いくつか興味深い事例を共有する
本当に奇妙だが興味深い世界だ
酒とドラッグ（特にマリファナ）をやめ、食事を調整して胸やけを薬なしで管理し、食事時間を一定にしたら、記憶が戻ってくるのを体験した
胆嚢摘出手術も受けたが問題は解決せず、むしろ食べ物の種類や多様性についてずっと賢く考えるようになった
特にアルコールが自分の腸内細菌と消化器系を壊していたのだと思う
精神疾患の治療のために糞便移植（fecal transplant）を試した研究でも効果はなかった
こういう研究は盲検化（blinded）するとたいてい効果が消えるパターンだ
これはマウス実験ではあるが、人間でも腸脳相関（gut-brain connection）を裏づける研究は多い
論文の興味深い点は、ごく低用量（5 μg/kg）のカプサイシンを注射したところ、高齢マウスの海馬FOS活性と記憶が完全に回復したことだ
つまり、カイエンペッパーのサプリに入っているあの成分でも可能だということだ
関連書としては The Mind-Gut Connection と The Psychobiotic Revolution がある
認知症、依存症、認知機能低下などでマウスでは驚くような結果が出るが、人間ではほとんど再現されない
注射で投与したカプサイシンは海馬に別の影響を与えるのかもしれないが、吸収メカニズムをよく知らないので、もっと調べる必要がありそうだ
だがその大半は再現不能だ
だから、あまりに良すぎる結果は1本の論文だけでは信じないようになった
この話題には文化的タブーがあると思う
排便は性や死と同じように文明社会では語りにくいテーマだが、実際には人間存在の中心は消化と排出だ
脳がどれほど賢くても、それを維持するには結局「あそこ」が必要なのだ
若いマウスに老いたマウスの細菌を与えると老いたような行動をするが、逆に若返りはしないという点が興味深い
おそらく老化した細菌が優勢な特性を持っているのだろう
人は食物繊維をもっとたくさん食べるべきだ
腸と肝臓をきれいにし、コレステロールを吸着し、インスリン反応を遅らせ、満腹感を長く保ってくれる
腸内細菌にも繊維が必要だ
流行のダイエットより、好きなものを食べつつ毎日十分な繊維を摂ることが大事だ
Aは人間の不健康な食の選択を促す可能性があり、Bはそうではない
どんな微生物を自分の腸に住まわせたいか考えるべきだ
健康目的でもあるが、ウェイトトレーニングをしているので、できるだけタンパク質を食べ物から摂ろうとしているという理由もある
関連動画
食べ物を欲しているのは「あなた」ではなく、腸内細菌なのだ
たとえば糖を食べる微生物は糖をもらえないと脳に信号を送り、「もっとくれ」と言う
だから甘いものを断つと、結局その渇望は消える。そうした微生物が死ぬか休眠するからだ
微生物が影響を与えるとしても、人間自体も欲求を感じる存在だ
だが実際はそうではない。人間は本能的においしい食べ物を好むよう進化してきた
結局のところ、人間はGI tract（消化管）を中心に生きている存在なのだという考えだ
この論文は非常によく設計された研究で、人間への応用可能性についても慎重に解釈している
Nature論文原文も公開されており、議論の部分が特に印象的だ
Datis Kharrazianの2014年の著書 Why Isn't My Brain Working? でも、すでにこの腸脳相関の概念が扱われていた
データが良すぎて疑わしい
こういう類いの研究は数年後にたいてい間違っていたと判明する
例として Scienceの論文撤回事例 を挙げられる
おそらく一般的なP=0.05基準を使った可能性が高い
これほど驚くべき結果なら、もっとずっと低いP値が必要だったはずだ
こういうテーマは個人が自分で試してみるほうが早い
システムが答えを出すのを待つには利害関係者が多すぎるし、彼らの判断が常に個人の利益と一致するわけでもない