肠道:被忽视的“第二大脑”
我们之前介绍过许多关于神经科学的影片,例如逆向思考、解锁大脑、社会天性等。这些神经科学的研究都聚焦于人类的大脑。然而,近年来,越来越多的研究发现,人类实际上拥有一个“第二大脑”(Second Brain: 指肠道,因为它拥有独立的神经系统并与大脑双向沟通),那就是肠道。我们普遍认为人类的情绪、记忆和压力都产生于大脑,但实际上,消化系统正不断向大脑传递大量信息。这些新发现颠覆了许多常识,人类本性的真相很可能不在大脑,而是在肠道这个“第二大脑”中。这里究竟隐藏着什么秘密?在今天的节目中,我们将介绍神经科学家埃默伦·迈耶(Emeran Mayer)的著作《肠子、大脑、肠道菌群》(Gut, Brain, Gut Microbiota),看看这个“第二大脑”是如何运作的。
肠道菌群的古老智慧与“肠脑轴”
人类的肠道内栖息着数万亿的微生物和数千种菌株,它就像一个复杂的微生物生态系统。所有这些肠道细菌加起来的重量与大脑相当,如同一个独立的器官。最近,科学家们发现,肠道和大脑之间存在一个“肠脑轴”(Gut-Brain Axis: 指肠道与大脑之间双向的生物化学信号通路),它就像一条高速公路,是一个双向的沟通系统。那么,它们是如何沟通的呢?科学家们发现了一种叫做“肠肽”(Gut Peptides: 肠道分泌的信号分子,可与大脑沟通)的肠道激素,它就像微生物的语言,可以用来与大脑沟通。大脑可以根据消化系统提供的信息做出指令,例如,它可能会告诉大脑食物有毒需要呕吐。
这种现象不仅存在于人类,也存在于其他动物身上。例如,青蛙的皮肤上就有肠肽,其中包含了抵御天敌的信息。如果鸟类吃了青蛙,这些分子就会在鸟类的肠道中释放,让鸟类感到恶心并将其吐出。换句话说,青蛙和鸟类实际上共享着同一种语言,那就是肠肽,这使得鸟类的胃能够接收到“不能吃这个”的信息。仔细思考,这其实相当惊人,因为如果不仅人类,其他生物也能使用这种语言,那表明这些信息分子可能有着更为古老的起源。
这本书的作者在1990年发表了一项研究,标题为“肠肽是普遍的生物语言吗?”。早在地球诞生后的最初31亿年,微生物就已经发展出用于传递信息的分子,就像一种古老的语言。海洋生物出现在地球上之后,这些微生物便栖息在它们的体内,它们围绕着肠道,形成了一种共生关系。微生物躲藏在肠道中吸收营养,而海洋生物则可以利用这些微生物提供的肠肽来消化食物,避免有毒食物。这种互惠互利的共生关系在数百万年前就已经发展出来,它很可能就是人类大脑和肠道的原型。
我们的肠道细菌实际上是隐藏在人体内的寄生虫,它们从宿主那里获得持续的食物供应,同时也协助宿主的肠道健康和发育,发展免疫系统以识别和消除危险细菌,并让宿主知道哪些食物是安全的。换句话说,我们每个人的肠道中都承载着生命共存和互利共生的证据。这使得一些科学家提出了一个大胆的假设:人类的身体是否仅仅是肠道细菌赖以生存的媒介?我们都认为大脑控制着其他器官,但真相可能恰恰相反。实际上是肠道菌群在操纵人类大脑,让人类寻找他们喜欢吃的食物。所以当你饥饿时,肠道细菌就会向大脑发送信息,让你感到愤怒和烦躁。身体就像一辆汽车,人类大脑仅仅是被控制的司机,而肠道细菌才是真正幕后发号施令的人。所以当司机鲁莽驾驶,做出不符合肠道细菌利益的事情时,就会让人感到不适。肠道细菌会向免疫系统发送信息,让你的胃发炎,或者向大脑发送信息,让你感到不适和抑郁。
肠道菌群如何影响情绪与人格?
科学家们过去认为肠道仅仅用于消化食物。然而,越来越多的实验发现,肠道菌群实际上可以影响情绪和人格。因为肠道菌群的组成会影响神经递质和免疫反应,因此一个人的情绪、压力反应、睡眠和认知都会受到影响。例如,人体有一种“快乐荷尔蒙”(Happy Hormone: 指能带来愉悦感的神经递质或激素)叫做血清素(Serotonin: 一种神经递质,90%在肠道分泌,影响情绪、食欲、睡眠和认知),其中90%是在肠道中分泌的,它会影响一个人的情绪稳定、食欲、睡眠和认知功能。另一种快乐荷尔蒙多巴胺(Dopamine: 一种神经递质,50%在肠道分泌,调节注意力与能量),其中50%也是在肠道中分泌的,它负责调节一个人的注意力和能量。肠道细菌还可以通过代谢途径产生一种叫做GABA(Gamma-aminobutyric acid: 伽马氨基丁酸,一种神经递质,具有镇静和稳定情绪的作用)的神经递质,以放松大脑和稳定情绪。许多抗焦虑药物或缓解压力的保健品,实际上都在模仿GABA的效果。
2013年,加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一个研究团队发表了一项研究。他们让健康的受试者连续四周每天饮用益生菌酸奶。实验后的脑部扫描显示,与服用安慰剂的对照组相比,饮用益生菌的受试者在面对情绪刺激时,大脑中与恐惧和焦虑相关的区域反应显著降低。换句话说,仅仅改变肠道菌群的组成,就可以调节大脑中的情绪回路,使大脑情绪更加稳定。
科学家们还发现,肠道菌群也与抑郁症有关。一项实验让小鼠游泳以刺激它们的压力系统,增加了小鼠血液中炎症分子的水平。然而,如果给小鼠服用益生菌,它们的血液变化就会受到调节,效果与抗抑郁药物相同。在人类临床试验中也发现了类似的结果。一项在法国进行的双盲试验招募了55名参与者,让他们服用益生菌一个月。结果显示,与未服用药物的安慰剂对照组相比,服用益生菌的人焦虑和抑郁评分均显著下降。同时,还发现他们的尿液皮质醇水平降低,这表明对压力的生理反应减弱了。
益生菌听起来很神奇!但实际上,只有少数菌株可以用来调节情绪和大脑神经健康,科学家们称它们为“精神益生菌”(Psychobiotics: 指对大脑功能和心理健康有益的益生菌)。台湾益生菌之父蔡英傑教授带领的阳明大学团队,开发出一种PS128(Probiotic Strain 128: 一种由蔡英傑教授团队开发的益生菌菌株,被证实能改善情绪、睡眠和认知)益生菌菌株,获得了全球顶尖医疗机构的认可。2021年的一项实验发现,台湾科技工程师在连续服用PS128益生菌8周后,可以显著降低压力荷尔蒙皮质醇,改善他们的压力、焦虑和失眠,90%的参与者感到情绪改善,白天工作也变得更积极。交通大学睡眠研究中心进行的另一项研究也发现,如果给20-40岁的失眠受试者连续30天服用PS128益生菌,可以减少他们的焦虑和抑郁症状,调节自主神经系统的功能,还可以增加深度睡眠阶段,改善睡眠质量。
除了调节情绪,更令人惊讶的是,肠道菌群竟然与人格有关。2021年的一项动物实验发现,有两组老鼠,一组是性格活泼的优势鼠,另一组是胆小顺从的服从鼠。科学家们分析了优势鼠的肠道细菌,并将其移植到服从鼠体内。出乎意料的是,几周后,这些老鼠改变了它们的行为模式,变得更加活泼和善于社交。换句话说,肠道菌群可以决定人格,当肠道菌群改变时,人格也会随之改变。
早期经历与饮食习惯:塑造肠道健康的深远影响
这些新研究极大地挑战了我们过去的常识。我们过去认为,如果出现抑郁或焦虑症状,是大脑出了问题。但科学家们现在认为,肠道菌群可能扮演着关键角色。作者提出了一个非常有趣的理论,他认为肠道菌群的多样性与脑部疾病有明确的关系。因为肠道菌群是免疫系统的主要调节器。一个人出生时,肠道细菌数量非常少,因此儿童通常免疫力较低。直到成年,肠道细菌数量达到顶峰,这恰好也是一个人生命的黄金时期。到了老年,人体内的肠道细菌数量减少,因此他们在晚年容易患上许多神经退行性疾病,例如帕金森病和阿尔茨海默病,这很可能都与肠道菌群的变化有关。台湾阳明大学的一项研究发现,如果给患有类似帕金森病症状的小鼠服用PS128益生菌,可以防止多巴胺神经元萎缩,可能有助于预防帕金森病。
事实上,自古以来,许多文化都认为疾病的根源是肠道问题。古埃及的皇室甚至任命特定人员为“直肠守护者”,为皇室进行灌肠。古希腊医生希波克拉底(Hippocrates)甚至说过:“所有的疾病都源于肠道。”这种观念一直持续到中世纪。直到现代神经科学的出现,人们才逐渐将注意力转移到大脑,而消化系统与神经系统之间的关系则被遗忘了。但在过去的十年中,这些研究重新获得了关注,科学界开始思考,人类的精神可能并非由大脑控制,而是由肠道菌群控制。
除了影响情绪,科学家们最近还有了更令人惊讶的发现。早期生活压力可能会永久性地改变一个人的肠脑基因编程。即使长大成人,身体可能仍然生活在过去压力的记忆中。作者利用大脑神经影像学,对180名经历过负面早期生活经历的人进行了研究,观察他们的大脑结构。结果发现,即使是看似健康的成年人,他们的大脑结构也早已被改变,评估身体感觉的神经活动也发生了变化,使得这些人对压力更加敏感。他们的肠道似乎被编程为必须时刻准备好应对这个世界带来的危险。童年时期的设定会延续到成年,他们更容易感到焦虑。如果母亲本身处于压力之下,孩子的大脑也会对压力更加敏感。为什么呢?因为根本性的变化早在出生前就已经发生。如果母亲在怀孕期间承受很大压力,与处于稳定环境的孕妇相比,新生婴儿肠道中的有益细菌更少。而且,怀孕期间压力越大,婴儿肠道中的有益细菌越少,就越容易引起炎症。也就是说,在母亲子宫内时,每个人的肠脑结构就已经被预先设计好了。高压环境会在婴儿的基因上留下化学标记,改变他们未来的压力反应系统。这就是为什么两个不同的人,遭受同样的压力,可能会有完全不同的反应。一个人可能不觉得有什么大不了的,然而它可能会引发另一个人的胃肠道反应,感到胃痛并失眠。因为最初的设定就已经不同了。因此,现在一些胃肠病学家在看诊时,会询问患者18岁之前的经历,问他们是否觉得自己有一个快乐的童年。结果他们都发现,许多成年人的胃部问题,其实都可以追溯到童年时期的高压经历。这当然不意味着童年决定一切,成年人仍然可以做出一些改变。
饮食习惯与肠道健康:如何重塑平衡?
我们如何改变这种状况呢?这取决于饮食习惯,这是影响肠脑发育的最后一个关键因素。2012年的一项跨文化研究比较了亚马逊雨林原住民雅诺马米人(Yanomami people)和美国人的肠道细菌。结果发现,美国人的肠道菌群多样性减少了三分之一。为什么会这样呢?这实际上反映了原住民社会和工业化社会的饮食习惯。现代饮食主要由加工食品组成,高糖高脂肪,这会降低肠道菌群的丰度。但亚马逊雨林原住民雅诺马米人从不使用盐,保持低钠饮食,主食都是植物性食物,肉类只占他们饮食的一小部分。由于森林中丰富的生物多样性,他们吃的植物种类也非常多样,这导致了肠道细菌的多样性。这使得雅诺马米人拥有地球上最健康的肠道菌群。
相比之下,自20世纪70年代以来,资本主义下的大规模农业过度开发,导致发达国家的生物多样性下降,人们的饮食选择也越来越有限。从进化的角度来看,这实际上是一个非常令人惊讶的变化。人类祖先在狩猎采集时代拥有非常多样化的饮食,他们吃的肉类大多是瘦肉、野鸟和鱼。而且,狩猎采集者不断移动,卡路里很容易被燃烧掉。然而,现代工业文明出现后,加工食品开始出现,以利润为导向的资本企业在食物中添加高糖、高热量的成分,这些成分会让人上瘾。但现代人大多被限制在办公室里,不像我们人类祖先那样不断移动。这些饮食习惯的变化发生在过去100年内,进化还没有足够的时间来调整我们的生理系统。结果是,这种饮食习惯开始损害人们的大脑和身体。当人们吃高脂肪餐或含有人工调味剂的软饮料时,这会开始扰乱肠道菌群的平衡。一旦细菌群落失衡,体内的炎症物质就会上升,肠道免疫系统进入低炎症模式,这会降低你的饱腹感反应,所以你会不停地吃,使得炎症更加恶化,从而形成暴饮暴食和炎症的恶性循环。即使你没有增重,从长远来看,这也可能对健康产生影响。
但为什么人们如此容易对这些加工食品上瘾呢?科学家们曾进行一项实验,将肥胖小鼠的肠道细菌移植到瘦小鼠体内。结果,瘦小鼠也出现了相同的代谢特征,开始毫无节制地吃喝。换句话说,肠道细菌是我们食欲和大脑活动背后看不见的驱动力。因此,一组科学家甚至提出了一个假设,人类特别容易对这些加工食品上瘾,很可能是肠道细菌在故意操纵人们的饮食习惯。例如,不能吃某些特定食物时会感到沮丧,直到吃了这些食物后,情绪才恢复正常。这意味着肠道细菌牺牲宿主的健康,以增强自身对环境的适应性。
维护肠道健康的实用建议
最后,作者提供了几种维护肠道健康的方法。我们可以将肠道视为一个生态系统,一个生态系统的繁荣和健康取决于其生物多样性。人类消化系统也是一个生态系统,健康取决于肠道菌群的多样性。如果多样性不足,其他细菌就容易入侵肠道,人们更容易生病。如果多样性高,人们的免疫力会更高,恢复能力也会更强。那么,我们如何增加肠道菌群的多样性呢?
首先,减少饮食中动物脂肪的摄入量。因为人类的肠脑结构尚未进化到能够消化过多的动物脂肪,过量摄入会损害大脑。作者特别推崇地中海饮食(Mediterranean Diet: 一种以地中海国家传统饮食为基础的膳食模式,特点是低肉、高植物性食物、橄榄油和红酒,有益健康),地中海国家的传统饮食肉类含量低,他们大多吃橄榄油、红酒和蔬菜,这些都是可以减少炎症的食物。
另一种方法是多吃发酵食品,如发酵乳制品、酸奶、泡菜和味噌。这些食物都富含益生菌,可以帮助维持肠道菌群的多样性。
第三种方法是禁食。这类似于给你的肠道系统进行一次彻底的清洁,肠脑沟通的感官机制可以被重置,这有点类似于重启电脑。
最后一个建议是,确保你在吃饭时感到快乐。快乐情绪产生的记忆会导致大脑向肠道发送信号,从而影响肠道。地中海国家的人们吃饭时,他们经常与家人和朋友花上几个小时共进一餐。表面上看起来像是在浪费时间,然而,从创造快乐情绪的角度来看,这种类型的用餐实际上对肠道非常有益。健康的肠道带来健康的大脑,而丰富多样的有益肠道细菌是肠道健康的关键因素。除了健康的饮食、运动和规律的生活习惯,你还可以补充PS128益生菌。PS128可以调节体内血清素和多巴胺等“快乐荷尔蒙”的水平,不仅有助于降低炎症指数,还可以帮助调节情绪、缓解压力、改善睡眠质量,让你的身心真正放松并达到平衡。这种菌株由益生菌权威蔡英傑教授的团队开发,获得了国际学术认可,被誉为结合台湾科研实力与全球医疗水准的代表,为现代人带来了更多基于科学的身心健康新选择。
📌 文中提及的人物和组织
公司/组织: UCLA
媒体/书籍: 《肠子、大脑、肠道菌群》