相信大家都有這種經歷，前腳要做件什么事兒，后腳打個岔就想不起來了。別說提筆忘事，提筷提刀提貓，就算啥也不提，那也是常常忘事。由此我們調侃自己——年紀大了，記性不行了。

不過，記憶能力的下降可并不是衰老的“專利”，有損記憶和其他認知功能的因素很多，肥胖也是其中一個。

近期的《細胞代謝》雜志上，來自西班牙的科研團隊對比了肥胖者和非肥胖者的記憶功能差異，并與大腦結構和腸道微生物組進行了關聯(lián)分析，結果發(fā)現(xiàn)，腸道微生物的芳香族氨基酸代謝物與大腦的記憶功能有關，肥胖可通過這一機制損害記憶功能[1]。

實驗中，移植了肥胖者腸菌的小鼠記憶功能有了顯著的降低！

認知功能下降是全人類都要面臨的大問題，這主要是由于人類平均壽命的延長，以及肥胖和其他代謝疾病的增加。肥胖是認知損傷的風險因素之一，不過反過來說，認知損傷的人群也更容易超量攝入和變胖，也就是說，肥胖與認知損傷之間，誰為因誰為果其實并不清楚。

從肥胖到認知，中間不可忽視的一環(huán)就是腸道微生物。

眾所周知，世界不是你的也不是我的，是腸道微生物的。腸道微生物啥都摻和，肥胖給腸菌帶來的諸多改變就不多說了，大家都很熟悉，而腸菌也能夠對記憶功能產生影響。比如此前研究就發(fā)現(xiàn)，缺少腸菌的無菌小鼠，對恐懼的習得能力是有所欠缺的[2]，其他研究結果也找到了與記憶能力有關的具體菌種。

不過這些發(fā)現(xiàn)都是在實驗動物身上找到的，在人類中是否也有類似的證據，能夠說明肥胖-腸菌-記憶損傷這個鏈條呢？

研究者召集了116名參與者，其中包括65名肥胖者和51名非肥胖者。這些參與者通過不同心理學量表測量了記憶功能（CVLT-IR/CVLT-SDFR/TDS），研究者從結果中發(fā)現(xiàn)，肥胖者的學習能力、即時回憶（immediate recall）、短期延遲回憶（short delayed recall）和工作記憶能力都有顯著的損傷。

肥胖者的測試記憶評分顯著降低

接下來，研究者通過機器學習方法對記憶能力與腸道微生物之間的關聯(lián)進行了分析，發(fā)現(xiàn)很多共生菌都與學習、非文字記憶及工作記憶能力表現(xiàn)出正相關，主要是從屬于厚壁菌門的梭狀芽孢桿菌屬；反之，來自擬桿菌們和變形桿菌門的一些菌種則表現(xiàn)出了與記憶分數的負相關。

在種類之外，腸菌的宏基因組功能也表現(xiàn)出了與記憶的關聯(lián)，其中尤其值得關注的是與維生素B代謝相關的途徑，例如核黃素、維生素B6、葉酸、維生素B12的代謝都與記憶呈負相關。

而眾所周知的是，B族維生素與認知能力關系頗深，尤其是硫胺（維生素B1）和葉酸[3]。

研究者猜測，這些基因功能的活躍可能會導致腸菌對硫胺的吸收或分解代謝增加，致使宿主對硫胺的吸收減少，由此影響記憶功能。

那么在這樣的影響之下，大腦發(fā)生了什么樣的變化呢？

研究者通過MRI對參與者的大腦中與語言記憶和工作記憶有關的腦區(qū)進行了評估。排除了年齡、性別、BMI等諸多相關因素之后，分析結果顯示，語言記憶和學習能力與左右海馬體積有關，工作記憶則與右額下眶（FIO）體積有關。此外，在肥胖者和非肥胖者之間，大腦區(qū)域與記憶能力的關聯(lián)表現(xiàn)出了不一致。

海馬體積與記憶功能相關

研究者進一步分析了參與者血漿和糞便中的代謝物，找到與記憶功能具體相關的物質，即色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸三種芳香環(huán)氨基酸及其代謝產物。

這三種氨基酸是血清素和多巴胺的前體物質，血清素和多巴胺又是在中樞神經系統(tǒng)中有關鍵作用的兩種神經遞質，涉及多個大腦區(qū)域和認知功能。此前研究曾有發(fā)現(xiàn)，口服色氨酸即可改善嚙齒動物的記憶功能[4]。

與記憶相關的色氨酸代謝變化只在肥胖個體中有觀察到，包括相關的宏基因組功能和大腦區(qū)域變化，在非肥胖個體中則沒有。此外，一種膽堿代謝物甜菜堿也被發(fā)現(xiàn)與肥胖及記憶分數有關。其他相關的代謝物還包括內源性油酰胺、大麻素等。

與記憶功能存在相關性的代謝物

最后，研究者嘗試將腸菌移植給小鼠。移植樣本中11份來自記憶分數高的參與者，11份來自記憶分數低的參與者以及11份空白對照，所有小鼠都經過2周的抗生素預處理。

結果顯示，移植了高得分者腸菌的小鼠在相關的行為測試中得分更高，此外移植了非肥胖者腸菌的小鼠得分也更高。

移植了高分參與者或非肥胖參與者腸菌的小鼠明顯得分更高

具體到菌種，供體中的阿克曼氏菌、Subdoligranulum菌、梭菌屬、瘤胃菌屬、氏菌屬與小鼠得分呈正相關，而擬桿菌屬的幾種菌則與分數呈負相關。

由此來看，腸菌宇宙進一步擴大，未來或許當我們再開玩笑說老了記性不行了的時候，就可以吞一顆便便膠囊了。

參考資料：

[1]https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(20)30480-0?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS1550413120304800%3Fshowall%3Dtrue#%20

[2] Sarkar, A., Harty, S., Lehto, S.M., Moeller, A.H., Dinan, T.G., Dunbar, R.I.M., Cryan, J.F., and Burnet, P.W.J. (2018). The Microbiome in Psychology and Cognitive Neuroscience. Trends Cogn. Sci. 22, 611–636.

[3] Witt, E.D., and Goldman-Rakic, P.S. (1983). Intermittent thiamine deficiency in the rhesus monkey. II. Evidence for memory loss. Ann. Neurol. 13, 396–401.

[4] Noristani, H.N., Verkhratsky, A., and Rodr?´guez, J.J. (2012). High tryptophan diet reduces CA1 intraneuronal b-amyloid in the triple transgenic mouse model of Alzheimer’s disease. Aging Cell 11, 810–822.

本文作者 | 代絲雨