فكرة أن قد تبدأ الذاكرة بالتدهور بسبب الأمعاء قد يبدو الأمر غريباً، لكنه ما تشير إليه دراسة بحثية جديدة، تُثير ضجة كبيرة في الأوساط العلمية الدولية. فإلى جانب الخلايا العصبية والحصين، قد يكون لمجموعة من البكتيريا التي تعيش في الجهاز الهضمي دورٌ حاسم في تحديد ما إذا كان شيخوخة الدماغ الصحية ستؤدي إلى تدهور معرفي.
فريق كبير من الباحثين من مراكز في الولايات المتحدة وأوروبا، بما في ذلك معهد القوس وقد وصف ذلك في المجلة، وهو من جامعة كاليفورنيا وجامعة ستانفورد. الطبيعة آلية يتم من خلالها تغيرات في الميكروبات المعوية والتهاب الجهاز الهضمي تؤثر هذه العوامل في نهاية المطاف على التواصل بين الأمعاء والدماغ عبر العصب المبهم، وبالتالي على القدرة على التعلم والتذكر. ورغم أن البحث أُجري على الفئران، إلا أنه يفتح مجالًا واعدًا للغاية لدراسة سبب معاناة بعض الأشخاص من فقدان الذاكرة في سن أصغر من غيرهم، حتى في نفس العمر.
مسار من ثلاث خطوات: من الأمعاء إلى فقدان الذاكرة
يصف المؤلفون "دائرة" واضحة نسبياً. والتي تبدأ في الجهاز الهضمي وتؤدي إلى التدهور المعرفي المرتبط بالعمر. الرابط الأول هو شيخوخة الجهاز الهضميوالذي يصاحبه تغيرات في تكوين الميكروبات وفي عملية التمثيل الغذائي المعوي.
يتم الكشف عن هذه التعديلات بواسطة الخلايا النخاعية والمناعية في الأمعاءوالتي تستجيب بتوليد حالة التهابية. وبعيدًا عن أن تبقى هذه العملية موضعية، فإنها تؤثر على طريقة انتقال الإشارات في جميع أنحاء الجسم العصب الكسول، الطريق السريع المعلوماتي العظيم الذي يربط الجهاز الهضمي بمناطق مختلفة من الدماغ.
نتيجة هذا الالتهاب هي حجب جزئي للإشارة المبهمة باتجاه الجهاز العصبي المركزي. في الفئران التي خضعت للدراسة، أدى هذا التدخل إلى انخفاض نشاط الحصين، وهي منطقة الدماغ المسؤولة عن تكوين الذكريات الدائمة والتوجيه المكاني، وفي انخفاض واضح في الأداء في اختبارات الذاكرة.
ووفقًا للباحثين، فإن سلسلة التغيرات هذه في الميكروبات والالتهاب والعصب المبهم قد تساعد في تفسير سبب يُظهر الأشخاص من نفس الفئة العمرية مستويات مختلفة للغاية من ضعف الذاكرة، بالإضافة إلى عوامل الخطر الأخرى المعروفة.
تجارب على الفئران: عندما يصيب الميكروبيوم المتقدم في السن العقل
ولاختبار هذه الفرضية، صمم الفريق سلسلة من التجارب مع الفئران الصغيرة (حوالي شهرين من العمر) والفئران الكبيرة (حوالي 18 شهرًا من العمر)تضمنت إحدى أكثر الاختبارات إثارة للدهشة وضع المجموعتين في نفس الأقفاص لتسهيل تبادل الميكروبات من خلال التعايش اليومي.
بعد أن تقاسم العلماء المكان والبراز لعدة أسابيع، قاموا بتحليل التركيب الميكروبي المعوي من الحيوانات. لاحظوا أن الفئران الصغيرة التي عاشت مع الفئران الأكبر سناً كان لديها ميكروبيوم أكثر تشابهاً مع ميكروبيوم العينات المسنة، أي أن فلورا الأمعاء لديها اكتسبت خصائص "الأمعاء القديمة".
عندما خضعت هذه الفئران الصغيرة ذات الميكروبات المعوية المتقدمة في السن لاختبارات التعرف على الأشياء الجديدة والهروب من المتاهاتكان أداؤها أسوأ بكثير من أداء الحيوانات الصغيرة الأخرى ذات الميكروبيوم الطبيعي، مقترباً من نمط الحيوانات الأكبر سناً. أي بعبارة أخرى، تدهورت ذاكرته وقدرته على التعلم. دون أن يتغير عمره، فقط نظامه البيئي المعوي.
أُجريت التجربة أيضًا بشكل عكسي: عمل الباحثون مع فئران خالية من الجراثيمتمت تربية هذه الحيوانات في بيئات معقمة لمنعها من تكوين ميكروبيوم معوي نموذجي. شيخوخة معرفية أبطأ بكثير أن الفئران التي تحتوي على فلورا بكتيرية مناسبة لأعمارها، عززت فكرة أن الميكروبات تلعب دورًا نشطًا في تراجع الذاكرة.
وفي خطوة أخرى، عند نقل البكتيريا من من الفئران المسنة إلى الفئران الخالية من الجراثيمظهر التدهور المعرفي بسرعة، بينما استخدام المضادات الحيوية واسعة الطيف سمحت "إعادة ضبط" الميكروبيوم باستعادة الأداء المعرفي بشكل مشابه لأداء الحيوانات الصغيرة في العديد من الاختبارات.
بكتيريا رئيسية: Parabacteroides goldsteinii
ضمن هذا النظام البيئي المعوي المعقد، حدد العلماء نوعًا واحدًا له دور مهم بشكل خاص: البكتيريا Parabacteroides goldsteiniiأظهرت التحليلات أن ازدادت الوفرة بشكل ملحوظ مع التقدم في العمر في أمعاء الفئران، بالتوازي مع تدهور الذاكرة.
عندما استعمر الباحثون أمعاء الفئران الصغيرة التي كانت تتمتع في البداية بميكروبيوم صحيبدأت الحيوانات تُظهر صعوبات في مهام التعرف على الأشياء، وأصبحت أقل فعالية في إيجاد طريقها للخروج من المتاهات، تمامًا مثل نظيراتها الأكبر سنًا. بعبارة أخرى، كان التواجد الكبير لهذا النوع المحدد كافياً لإعادة إنتاج بعض حالات الضعف الإدراكي..
يبدو أن المفتاح يكمن في المركبات التي ينتجها. Parabacteroides goldsteinii ينتج الأحماض الدهنية متوسطة السلسلة قادرة على تنشيط خلايا مناعية معينة في جدار الأمعاء. هذا التنشيط يُحفز استجابة التهابية، بدلاً من أن تكون وقائية، ينتهي بها الأمر إلى التداخل مع الوظيفة الطبيعية للعصب المبهم.
عندما تنخفض الإشارة المبهمة، يتلقى الحصين تحفيزًا أقل من الأمعاء و انخفض نشاطهمعلى المستوى السلوكي، يترجم هذا إلى ذاكرة أكثر هشاشة ونتائج أسوأ في اختبارات التعلمحتى عندما لا تظهر على باقي أجزاء الجسم أي أضرار ظاهرة.
لا تعني هذه النتيجة أن بكتيريا واحدة هي المسؤولة وحدها عن فقدان الذاكرة، ولكنها تشير إلى ذلك. تعمل بعض مكونات الميكروبيوم المرتبط بالشيخوخة كمحفزات رئيسية في السلسلة التي تربط الأمعاء والحصين.
إعادة تنشيط العصب المبهم: هل يمكن عكس فقدان الذاكرة المرتبط بالعمر؟
وبعيدًا عن وصف الآلية، فإن أحد الجوانب التي حظيت بأكبر قدر من الاهتمام هو درجة الانعكاسية الملاحظة في الفئرانقام الفريق باختبار استراتيجيات مختلفة لاستعادة التواصل بين الأمعاء والدماغ ولتقييم ما إذا كان من الممكن استعادة الذاكرة لدى الحيوانات المسنة.
من جهة، استعادة الميكروبيوم باستخدام المضادات الحيوية سمح هذا للفئران الصغيرة التي تعرضت لبكتيريا معوية متقدمة في السن باستعادة قدراتها الإدراكية بشكل مماثل للفئران السليمة من نفس العمر. بعبارة أخرى، من خلال القضاء على هذه البكتيريا المعوية "المتقدمة في السن"، تم عكس تراجع الذاكرة إلى حد كبير.
من جهة أخرى، قام الباحثون باختبار التنشيط المباشر للعصب المبهم في الفئران المسنة باستخدام جزيء محدد قادر على تعزيز إشارته. في ظل هذه الظروف، استعادت الحيوانات مستويات نشاط الحصين التي تضاهي تلك الموجودة لدى الفئران الصغيرة، وحسّنت أداءها إلى درجة أنه كان من الصعب التمييز بينها في اختبارات الذاكرة.
كما يشير كريستوف تايس، أحد مؤلفي الدراسة، فقد فوجئ الفريق بـ درجة عالية من استعادة الوظائف الإدراكية عندما تم استهداف محور الميكروبات-الالتهاب-العصب المبهم. ووفقًا للباحث، تُظهر الدراسة أن الإشارات السليمة من الأمعاء إلى الدماغ يحمي هذا الدواء الفئران من التدهور المعرفي المرتبط بالعمر عن طريق العصب المبهم.
إن تحفيز العصب المبهم ليس فكرة جديدة تماماً في الطب: تمت الموافقة عليه بالفعل للاستخدام البشري لعلاج الصرع والاكتئاب المقاوم للعلاج في العديد من البلدان، بما في ذلك معظم أنحاء أوروبا. ومع ذلك، لا يزال استخدام هذه التقنية للحفاظ على الذاكرة في الشيخوخة في مرحلة أولية للغاية، ويقتصر حاليًا على النماذج الحيوانية.
ما هي الآثار المترتبة على الأفراد، وما الذي لا يزال بحاجة إلى إثبات؟
على الرغم من أن النتائج واعدة، إلا أن الخبراء يصرون على أن لا يمكن استقراء ذلك مباشرة من الفئران إلى البشرإن فسيولوجيا الأمعاء، وتعقيد الميكروبيوم، وعملية الشيخوخة نفسها تختلف اختلافًا كبيرًا بين البشر، ولا يزال من الضروري التحقق مما إذا كانت الدائرة نفسها تعمل بنفس القدر من الأهمية في جنسنا البشري.
أشار أخصائيو علم الأعصاب وعلم المناعة العصبية الذين استشارتهم وسائل الإعلام المختلفة إلى أن نحن أقرب إلى فرضية متينة من أن نكون أقرب إلى علاج جاهز للاستخدام السريري.قبل النظر في التدخلات لكبار السن، سيكون من الضروري التأكد من أن مسار الميكروبات - الالتهاب - العصب المبهم - الحصين له نفس الأهمية في التدهور المعرفي البشري.
يتطلب هذا عملياً تحديد خصائص المرضى يمكنهم الاستفادة من التلاعب الموجه بالميكروبيوم أو التحفيز المبهمي، والقيام بـ التجارب السريرية الخاضعة للرقابة والتي تقيّم السلامة والفعالية على المدى الطويل. وحتى ذلك الحين، يحث الباحثون الناس على تجنب الحلول السريعة، مثل الاستخدام العشوائي للمضادات الحيوية أو ما يسمى بـ "البروبيوتيك المعجزة" دون دعم علمي قوي.
في أوروبا، بما في ذلك إسبانيا، هناك اهتمام متزايد بمحور الأمعاء والدماغ في مجالات مثل الخرف، أو ضعف الإدراك الخفيف، أو مرض الزهايمريجري إطلاق دراسات رصدية وتجارب تجريبية لتحليل أنماط الميكروبات لدى كبار السن وعلاقتها بتطور الذاكرة، لكن النتائج النهائية ستستغرق وقتاً.
في غضون ذلك، قام مؤلفو الدراسة المنشورة في الطبيعة يدعون إلى توخي الحذر. هذا العمل ممول من المؤسسات العلمية والهيئات العامة وبقيادة مراكز مثل كلية الطب بجامعة ستانفورد، ومركز مونيل للحواس الكيميائية، وجامعة كاليفورنيا في إرفاين، وكلية جامعة كورك، وشركة كاليكو لعلوم الحياة، أو مستشفى الأطفال في فيلادلفيا، يتم تفسير ذلك على النحو التالي: نقطة انطلاق لاستراتيجيات علاجية جديدةليس كوصفة جاهزة.
نهج جديد لشيخوخة الدماغ: العناية بالأمعاء
على أي حال، يقدم البحث... منظور مختلف حول كيفية فهمنا لشيخوخة الدماغتقليديًا، كان التركيز ينصب بشكل حصري تقريبًا على ما يحدث داخل الجمجمة، لكن هذا العمل يذكرنا بأن الجهاز الهضمي كان أحد الأنظمة الأولى التي تطورت، وأنه على مدى ملايين السنين، ربما تأثر تطور القدرات المعرفية بشكل كبير بالإشارات القادمة من الأمعاء.
في الحياة اليومية، تعزز هذه النتائج فكرة أن الحفاظ على توازن الميكروبيوم المعوي قد يكون ذلك بنفس أهمية ممارسة التمارين المعرفية، أو النوم الجيد، أو الحفاظ على النشاط البدني للذاكرة. على الرغم من أن الدراسة لا تقدم توصيات محددة لعامة الناس، إلا أن العديد من المجموعات البحثية تشير إلى عوامل مثل... نظام غذائي متنوع غني بالألياف, اضبط مستويات فيتامين ب12يمكن أن يساعد الاستخدام الحكيم للمضادات الحيوية أو ممارسة التمارين الرياضية بانتظام في خلق بيئة معوية أكثر استقراراً.
بعيدًا عن كونها مسألة نظرية بحتة، يجري دمج محور الأمعاء والدماغ تدريجيًا في الخطاب السريري في علم الأعصاب والطب النفسي في إسبانيا ودول أوروبية أخرى. ومع ذلك، يؤكد المتخصصون في الرعاية الصحية على أن يجب أن يستند التدخل في الميكروبات إلى أدلة علمية. وليس بناءً على موضة عابرة أو مكملات غذائية بدون أدلة مثبتة.
في نهاية المطاف، ما تكشفه هذه الدراسة هو أن قد لا يكون فقدان الذاكرة المرتبط بالعمر مصيراً حتمياً تماماًعلى الأقل في النماذج الحيوانية. إذا أكدت الدراسات المستقبلية وجود آليات مماثلة لدى البشر، فإن الجمع بين استراتيجيات تعديل الميكروبيوم وتقنيات تحفيز العصب المبهم قد يفتح آفاقًا جديدة لحماية الوظائف الإدراكية في الشيخوخة.
تشير كل الدلائل إلى أنه في السنوات القادمة، ستواصل الأبحاث الأوروبية والعالمية كشف كيفية تنسيق هذا الحوار المستمر بين الأمعاء والدماغ؛ وهو حوار ربما أكثر مما كنا نعتقد، يعتمد عليه وضوح ذاكرتنا مع مرور السنين.
