当我们谈论记忆力下降时,通常首先想到的是大脑本身的问题。阿尔茨海默病、脑血管病变、神经元的自然衰老——这些确实是认知衰退的重要原因。 但3月11日发表于国际顶刊《自然》的一项研究提出了新观点,一个看似与大脑无关的领域———肠道微生物,可能对我们的认知功能有重要影响[1]。 新研究首次系统地描绘了一条从肠道细菌、免疫细胞到迷走神经,最终影响海马体功能的完整通路。Arc研究所和斯坦福大学的研究人员发现,随着年龄增长,一种特定肠道细菌的过度增殖会通过一系列连锁反应,削弱肠道向大脑传递信号的能力,进而影响记忆功能。 研究团队首先设计了一组简单的实验。他们将2个月大的年轻小鼠与18个月大的老年小鼠放在同一个笼子里饲养。一个月后,年轻小鼠的肠道菌群结构发生了变化,变得更接近老年小鼠。与此同时,这些年轻小鼠在新物体识别测试和巴恩斯迷宫测试中的表现显著下降。换句话说,它们的短期记忆和空间记忆都受到了损害。 为了排除共同生活本身带来的社交因素影响,研究者又进行了另一组实验:将老年小鼠的粪便微生物移植给无菌饲养的年轻小鼠。结果同样明确,接受了老年菌群的年轻小鼠也出现了记忆能力下降。相反,如果让年轻无菌小鼠与老年无菌小鼠同居(两者都没有肠道菌群),年轻小鼠的认知能力并未受损。这说明,导致认知功能下降的关键因素正是肠道菌群本身,而不是衰老带来的其他身体变化。 有了明确的现象,下一步是找出具体是哪一种或哪几种细菌在起作用。研究者对小鼠从断奶到死亡的全生命周期进行了纵向宏基因组测序,追踪菌群随年龄的变化。他们设定了一个筛选标准:随年龄增长而丰度增加,并且能够通过同居或粪菌移植传递给年轻小鼠的细菌。 经过筛选,一种名为Parabacteroides goldsteinii(戈氏副拟杆菌)的肠道细菌成为首要候选对象。在老年小鼠的肠道中,这种细菌的丰度显著高于年轻小鼠,且能够通过同居或粪菌移植传递给年轻个体。 为了验证因果关系,研究者将P. goldsteinii单独定植到无菌小鼠或经过抗生素处理清除自身菌群的小鼠体内。结果证实,仅仅是这一种细菌的存在,就足以导致认知能力下降。相比之下,其他几种同样随年龄变化的细菌(如Alistipes或Lactobacillus)并未产生同样的效果。 细菌本身不会直接进入大脑,它们一定通过某些化学物质或代谢产物发挥影响。研究者从P. goldsteinii的培养液中提取了上清液(不含细菌,仅含其分泌的代谢物),喂给年轻小鼠。结果依然出现了认知障碍。 分析这些上清液中的成分,研究者发现了关键线索:中链脂肪酸(MCFA)——特别是3-羟基辛酸(3-HOA)——在P. goldsteinii的培养液中显著富集。直接给小鼠口服3-HOA或癸酸(另一种中链脂肪酸)后,小鼠同样出现了记忆功能下降。 那么,这些脂肪酸究竟做了什么?研究者发现,它们激活了一种名为GPR84的受体,而这种受体几乎只在髓系免疫细胞(如巨噬细胞、单核细胞)上表达。GPR84被激活后,会促使这些免疫细胞释放两类关键的炎症因子:肿瘤坏死因子(TNF)和白细胞介素-1β(IL-1β)。 近年,市面上有很火的一种说法“肠-脑轴”,其实是肠道和大脑之间的一条重要“热线”——迷走神经。迷走神经从脑干发出,延伸至腹腔,负责将肠道的感觉信号传递回大脑。研究者通过钙成像技术观察到,携带老年菌群的年轻小鼠,其迷走神经元对肠道营养刺激的反应明显减弱:无论是反应神经元的数量,还是单个神经元的反应强度,都低于对照组。 进一步的实验显示,IL-1β可以直接作用于迷走神经元,削弱其功能。当研究者敲除了迷走神经元上的IL-1β受体后,中链脂肪酸不再能引起认知障碍。换句话说,免疫细胞释放的炎症因子攻击了迷走神经,导致肠道向大脑发送的信号减弱。 迷走神经功能受损的直接后果是大脑接收不到足够的“内感受信号”,即来自身体内部的感知信息。研究者检测了小鼠海马体(负责记忆形成的关键脑区)在接触新物体后的神经元激活情况。结果显示,无论是老年小鼠、与老年同居的年轻小鼠,还是P. goldsteinii定植的年轻小鼠,其海马体中被激活的神经元数量都显著减少。 既然找到了这条通路,研究者自然要问:能不能通过干预来逆转认知衰退?结果还真可以!他们在实验中验证了多种策略: 研究者给老年小鼠注射了低剂量的TRPV1激动剂(可激活迷走神经),结果显示,老年小鼠的记忆功能恢复到了年轻小鼠的水平。胆囊收缩素(CCK)和GLP-1受体激动剂(如利拉鲁肽)这两种已知能刺激迷走神经的肠肽,同样起到了改善认知的效果。 使用GPR84抑制剂PBI-4050后,中链脂肪酸诱导的认知障碍被完全逆转。在GPR84基因敲除的小鼠中,中链脂肪酸也失去了致病作用。 研究者使用CSF1R抑制剂PLX-3397、氯膦酸脂质体(不进入大脑,仅清除外周吞噬细胞),或通过CCR2基因敲除(减少单核细胞向组织的浸润),均能阻断中链脂肪酸对认知的影响。 注射TNF或IL-1β的中和抗体,同样能够保护小鼠免受认知衰退的困扰。 特定噬菌体虽不能直接杀死P. goldsteinii,但能够改变其基因表达,减少肠道中中链脂肪酸的水平,从而改善老年小鼠的认知功能。 需要重点说明的是,这项研究目前仅在小鼠中完成,从实验室到人类应用还有很长的路要走。但基于新研究揭示的机制,长寿之家changshou.com总结了以下可能有助于预防认知衰退的参考建议: MCFA在椰子油、棕榈油中含量较高。虽然这些油脂被一些人宣传为“健康脂肪”,但本研究提示,长期过量摄入MCFA可能对认知产生负面影响。对于中老年人而言,平衡脂肪酸来源、避免单一油脂的大量摄入,是合理的预防思路。 富含纤维的食物(全谷物、豆类、蔬菜、水果)有助于抑制条件致病菌的过度生长,是维持肠道菌群健康多样性的基础。 生活中,深呼吸(尤其是缓慢的腹式呼吸)、冥想、冷暴露(如冷水洗脸)、适度有氧运动都被证实能提高迷走神经活性。 研究表明,外周炎症因子是连接肠道菌群与迷走神经的桥梁。长期高糖、高精加工食品的饮食会促进低度炎症,而富含ω-3脂肪酸(深海鱼、亚麻籽)、多酚类物质(浆果、绿茶、黑巧克力)的饮食具有抗炎作用。 增加有益菌可能有助于维护菌群平衡,比如鼠李糖乳杆菌、乳双歧杆菌、长双歧杆菌等,对认知功能和记忆力可能有显著改善[2,3]。不过,补充益生菌的具体菌株和剂量因人而异,建议在了解自身肠道状况后进行合理选择。 非必要的抗生素使用会破坏菌群生态,可能为致病菌(如P. goldsteinii类)的过度增殖创造条件。在医生指导下合理使用抗生素,是保护肠道菌群的基本原则。 肠道与大脑之间的关系,远比我们想象的要复杂和重要。或许在未来,健康体检会包含肠道菌群的检测,预防认知衰退的干预措施也会从肠道入手。从当下看,维护肠道健康,或许也是让大脑保持年轻的一种方式。
把老年小鼠的肠道菌群给年轻小鼠,会发生什么?

锁定“嫌疑菌”:Parabacteroides goldsteinii
细菌如何“隔空”影响大脑?

炎症因子如何切断肠-脑信号?

能否逆转?——多项干预手段的验证
第一种策略是直接激活迷走神经
第二种策略是阻断GPR84信号
第三种策略是清除外周髓系免疫细胞
第四种策略是中和炎症因子
最后,研究者还尝试了噬菌体疗法
基于这项研究,生活中能做什么?
关注饮食中的脂肪酸结构

增加膳食纤维,维持菌群多样性
通过生活方式增强迷走神经张力
控制慢性炎症水平
调整肠道菌群结构

谨慎使用抗生素
参考资料:
[1]Cox TO, Devason AS, De Araujo A, et al. Intestinal interoceptive dysfunction drives age-associated cognitive decline. Nature. March 2026.
[2]Ruiz-Gonzalez C, Cardona D, Rueda-Ruzafa L, Rodriguez-Arrastia M, Ropero-Padilla C, Roman P. Cognitive and Emotional Effect of a Multi-species Probiotic Containing Lactobacillus rhamnosus and Bifidobacterium lactis in Healthy Older Adults: A Double‐Blind Randomized Placebo‐Controlled Crossover Trial. Probiotics and Antimicrobial Proteins. 2024;17(5):3525-3537.
[3]Da Costa MB, Borges CG, Tufik S, Antunes HKM. Effect of psychobiotic supplementation on cognitive function in the elderly: a randomized controlled pilot study. Medicine & Science in Sports & Exercise. 2024;56(10S):637.