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最近的研究发现，肠道微生物群——生活在肠道中的数万亿细菌和其他微生物——的变化可以改变大脑和行为
现在，由加州大学洛杉矶分校的科学家领导的一项研究可以阐明这种现象是如何以及为什么会发生的
在用老鼠进行的实验中，研究人员发现肠道微生物会加剧认知障碍的影响，因为它们会影响大脑中对记忆和学习至关重要的海马体区域
他们发现，在喂食高脂肪、低碳水化合物食物的小鼠肠道微生物群中，一组称为嗜双胞杆菌的细菌浓度急剧增加，并间歇性缺氧，形成了一种称为缺氧的情况
科学家们还发现，生酮饮食、缺氧和用一种叫做瓦氏双歧杆菌的双歧杆菌进行治疗会损害海马体，导致小鼠认知能力下降
这项研究发表在同行评议的期刊《细胞宿主与微生物》上
研究人员给几只老鼠进行生酮饮食，给其他老鼠进行标准饮食
然后，所有的小鼠连续五天接受降低的氧气水平，然后给四天时间恢复
剥夺动物的一些氧气是科学家造成认知障碍的一种方式，目的是模仿神经疾病或衰老可能导致的人类认知障碍
接下来，科学家们观察了他们在迷宫中导航的能力
当试图找到走出迷宫的方法时，使用生酮饮食的老鼠比使用标准饮食的老鼠平均多犯30%的错误
(两组之间的差异范围为25%至75%
) 研究人员还评估了单独不同的饮食是否会导致没有缺氧的小鼠的认知行为发生任何变化
在那个实验中，根据小鼠是生酮饮食还是标准的diet，它们找到走出迷宫的方法的能力没有明显的差异——这表明对认知能力的负面影响只发生在缺氧的情况下
该研究的主要作者、加州大学洛杉矶分校的研究生克里斯汀·奥尔森说:“这些结果突出了不同环境因素共同影响老鼠认知行为的能力。”
接下来，研究人员调查了如果在给小鼠服用生酮饮食并将其暴露于低氧环境之前耗尽小鼠的微生物群会发生什么
有趣的是，首先耗尽微生物群的小鼠在迷宫中犯的错误明显少于暴露于低氧环境并给予生酮饮食但没有首先改变微生物群的小鼠
奥尔森说:“这表明，与生酮饮食和缺氧相关的微生物可能会对认知障碍产生不利影响。”
作者确定瓦氏双歧杆菌改变了海马体中打开或关闭的基因，并且该细菌减少了海马体中正常的细胞信号
奥尔森说:“瓦氏双歧杆菌破坏海马体活动和认知行为的方式类似于缺氧和生酮饮食共同作用的方式。”
她补充说，鉴于海马体在学习和记忆中的重要作用，这些变化为嗜双胞杆菌如何影响认知行为提供了线索
萧说，科学家们刚刚发现了能够影响老鼠和其他动物行为变化的微生物物种
她补充说，更具体地研究微生物物种如何影响大脑是很重要的——例如，通过响应微生物而发生的细胞变化
认知障碍困扰着数百万65岁以上的人，并与多种慢性代谢、免疫和神经退行性疾病有关，如阿尔茨海默病
加州大学洛杉矶分校的德罗吉生物科学教授、加州大学洛杉矶分校戴维·格芬医学院消化疾病副教授伊莲·肖说，这项新研究可能是了解哪些微生物影响或损害认知能力的重要一步
该论文的资深作者肖说:“识别早期风险因素对于早期发现和干预认知障碍至关重要。”
萧补充说，还需要更多的研究来确定除了嗜双胞杆菌之外的其他肠道微生物是否也会影响认知能力，以及微生物群是否会影响人类的认知能力下降
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