哥伦布,俄亥俄州讯——一项针对大鼠的新研究表明,在创伤性脑损伤后使用益生元来影响肠道细菌活动,可能有助于减少冲动行为,这是头部中度撞击后常见的症状之一。
在先前研究显示创伤性脑损伤(TBI)后肠道细菌的负面变化与决策能力下降之间存在关联的基础上,俄亥俄州立大学的研究人员现在正在探索肠道问题是否实际上会导致一些长期症状。
他们发现,在TBI前后向大鼠饮食中添加益生元半乳糖寡糖(GOS),能降低它们在决策赌博测试中的冲动性,该测试中它们会因正确选择而获得甜食奖励。
"我们在这项研究中发现,它们的冲动控制能力有所改善,"资深作者、俄亥俄州立大学医学院神经科学助理教授科尔·冯德·哈尔(Cole Vonder Haar)表示。
"在我们的任务中,我们基本上要求它们做出决定,但它们必须等待提示灯亮起。对于一只饥饿的大鼠来说,这很难做到,对吧?因此这建立了一个冲动性的测量标准,我们在此处观察到了最显著的效果之一。"
该研究海报于11月17日在神经科学学会年会Neuroscience 2025上展示。
根据美国脑损伤协会的数据,美国每年报告近300万例与TBI相关的急诊科就诊,超过1100万40岁以上在TBI中失去意识的美国人正生活在残疾中。
"目前没有FDA批准的TBI治疗方法。人们只能忍受症状,并尽其所能管理这些症状,无论是通过康复治疗还是针对抑郁等特定症状的药物帮助,"冯德·哈尔说。
他的实验室正在研究几种干预措施,以观察基于肠道的治疗能否提供一些缓解。"我们正努力改善那些遭受脑损伤相关问题困扰的人们的生活质量,"他说。
这项工作聚焦于中度TBI后的症状——在大鼠身上诱导的损伤(在麻醉下进行),旨在模拟人在车祸或从梯子上跌落时可能发生的情况。
在过去十年中,该领域的研究人员已经确定,肠道菌群失调——消化道中细菌群落的负面变化——会在患者遭受中度脑损伤后发生。
"我们现在试图理解的核心问题是,这是否是一种因果力量,"冯德·哈尔说。"我们先前发表的数据表明存在非常强的预测相关性:如果你在脑损伤后立即测量肠道微生物组,它可以预测决策能力的长期缺陷。因此似乎有些事情正在发生,但早期的工作都是相关的。"
在新研究中,大鼠在受伤前六周开始并持续受伤后60天,被喂食对照饮食或添加2% GOS的饮食。随后对动物进行了类似焦虑和抑郁行为、学习和记忆以及冲动性和决策能力的测试。
在评估决策和冲动性的啮齿动物赌博任务中,大鼠被提供四个选择,结果是获得不同数量的糖丸奖励,它们会随着时间推移学习每个选项提供的奖励。
"我们看到的一个关键点是,脑损伤确实严重抑制了这种能力,"冯德·哈尔说。"我们的大鼠模型确实显示了这种长期慢性损害,患者也为此挣扎。"
食用GOS饮食的大鼠在TBI后的冲动性方面,比食用非补充饮食的受伤大鼠表现更好。
"这是一个适度的效果。与没有受伤的对照动物相比,它们仍然更具冲动性,但与同类相比有所降低,"冯德·哈尔说。"我们进行的大多数尝试治疗冲动性的研究都没有成功。这是少数几次看起来治疗有一些有益效果的情况之一。"
冯德·哈尔还主持了11月16日Neuroscience 2025关于创伤性脑损伤中肠道微生物组的专题研讨会,并是《神经科学杂志》一篇新文章的主要作者,该文章回顾了将肠道确立为TBI调节器的证据及潜在机制。
"我们知道TBI的行为结果是什么样子,但机制、为什么会发生以及如何发生,是另一个大问题,"他说。
这项益生元研究得到了美国国防部的支持。
该研究的合著者包括俄亥俄州立大学的Alexandra Dorinsky、Katie Koontz、Berkin Bilgin、Lizza O'Connell、Jenna McCloskey、Michael Bailey和Kris Martens,以及全美儿童医院的Miranda Hilt。
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