Микробиом раннего детства коррелирует с эмоциональным состоянием в школьном возрасте
Учёные всё чаще рассматривают ось «микробиом-кишечник-мозг» как ключевой фактор психического здоровья. Считается, что первые годы жизни - критически важный период, когда формирование микробиома может задавать долгосрочные траектории развития мозга и поведения. Нарушения его состава в это время потенциально меняют работу нейронных сетей, связанных с эмоциями и стрессом, повышая риск тревожности и депрессии. Чтобы изучить эту связь, международная группа исследователей проанализировала данные сингапурского проекта GUSTO, включавшего данные микробиома, нейровизуализации и показатели поведения детей.
В исследовании участвовали 55 детей. В два года у них брали кал для секвенирования микробиоты (16S рРНК), в шесть лет проводили фМРТ (функциональная магнитно-резонансная томография) в состоянии покоя, а в 7,5 лет родители оценивали тревожно-депрессивные черты. Для анализа взаимосвязей между микробиомом, мозговой активностью и поведением применяли метод машинного обучения sPLS (sparse Partial Least Squares).
Учёные выделили два типа функциональных сетей мозга, связанных с выраженностью симптомов. В первом случае повышенная активность и связность полосатого тела, миндалины, орбитофронтальной коры (SOFA) и медиальной височной области коррелировали с тревожно-депрессивными чертами. Во втором случае усиленные связи между SOFA, зрительной корой, сетью пассивного режима, фронтопариетальной корой и другими крупными системами мозга также были ассоциированы с симптомами.
Затем исследователи сопоставили полученные методом фМРТ данные с микробиомом двухлетних детей. Были обнаружены три характерные микробные профиля, ассоциированные с активностью указанных сетей. Для первой сети была найдена микробная комбинация Microbial Profile 1, включавшая Eubacteriaceae (положительная связь) и Anaerobutyricum с Dialister (отрицательная связь). Для второй - Microbial Profile 2, содержащий Eubacterium с Terrisporobacter (положительная связь). Также со второй сетью был связан Microbial Profile 3, содержащий Veillonella с Intestinibacter (положительная связь) и Catenibacterium с Fusicatenibacter (отрицательная связь). Большинство значимых бактерий относились к порядку Clostridiales и семейству Lachnospiraceae, известных влиянием на воспалительные процессы.
Таким образом, результаты указывают на каскадное влияние раннего микробиома на мозговые сети и, через них, на эмоциональное состояние детей школьного возраста. Микробы порядка Clostridiales могут играть ключевую роль в формировании предрасположенности к тревоге и депрессии.