Một nghiên cứu đầu tiên thuộc dạng này trên con người do Đại học Surrey và Đại học Roehampton thực hiện đã phát hiện ra rằng, các vi khuẩn sống trong đường ruột có mối liên hệ trực tiếp với mức độ của các hóa chất then chốt trong não bộ. Đóng góp này mang lại bằng chứng sinh học quan trọng chứng minh mối liên kết giữa hệ vi sinh vật đường ruột và chức năng não bộ ở con người.

Mối liên hệ giữa vi khuẩn đường ruột và hóa chất não bộ

Công trình nghiên cứu công bố trên tạp chí Molecular Psychiatry cho thấy các con đường chuyển hóa của vi sinh vật liên quan đến việc sản xuất và phân hủy các hợp chất thần kinh có mối tương quan chặt chẽ với nồng độ GABA và glutamate tại các vùng não cụ thể. Sự cân bằng giữa hai chất này (cân bằng hưng phấn/ức chế hay E/I) đóng vai trò cốt lõi trong khả năng tự điều chỉnh của não (neuroplasticity), nhận thức và sức khỏe tâm thần.

"Lần đầu tiên chúng ta có thể quan sát hệ vi sinh vật đường ruột và hóa học não bộ trên cùng những cá thể sống, từ đó nhận thấy tiềm năng thần kinh của vi sinh vật liên quan trực tiếp đến sự cân bằng hóa học ở từng vùng não riêng biệt." – Nhóm nghiên cứu chia sẻ.
Mối liên hệ giữa vi khuẩn đường ruột và hóa chất trong não người
Các con đường vi sinh trong đường ruột ảnh hưởng đến nồng độ các chất truyền dẫn thần kinh quan trọng như GABA và glutamate.

Trục Ruột – Não không chỉ là một con đường đơn độc

Nghiên cứu chỉ ra rằng mối quan hệ giữa hệ vi sinh vật và hóa học não không diễn ra đồng nhất trên toàn bộ não bộ. Thay vào đó, mỗi vùng não lại có sự liên kết với các con đường vi sinh vật khác nhau. Đáng chú ý, vùng hồi chẩm dưới (liên quan đến xử lý thị giác) thể hiện phạm vi liên kết rộng nhất với các con đường vi sinh, trong khi vỏ não đai trước (vùng kiểm soát nhận thức và cảm xúc) lại thể hiện mô hình liên kết riêng biệt với glutamate và propionate.

Những phát hiện nổi bật của nghiên cứu

  • Mối liên hệ với tâm lý: Các con đường vi sinh liên quan đến GABA có sự tương quan với mức độ lo âu, trong khi các con đường chuyển hóa tryptophan liên quan đến các triệu chứng trầm cảm và lo âu xã hội.
  • Kết nối đa tầng: Nghiên cứu thành công trong việc kết nối dữ liệu từ gen vi sinh vật trong ruột, hóa sinh não bộ đến các chỉ số tâm lý trên cùng một đối tượng thử nghiệm.
  • Cơ chế gián tiếp: Vi khuẩn đường ruột nhiều khả năng không đưa trực tiếp chất truyền dẫn thần kinh vào não mà tác động gián tiếp qua dây thần kinh phế vị, tín hiệu hệ miễn dịch hoặc hàng rào hàng rào rào ruột.

Mặc dù nghiên cứu mang tính cắt ngang và chưa thể khẳng định quan hệ nguyên nhân - kết quả trực tiếp, những phát hiện này đã thu hẹp các con đường vi sinh quan trọng, mở đường cho các thử nghiệm lâm sàng tiếp theo nhằm kiểm tra liệu việc thay đổi vi khuẩn đường ruột có thực sự làm thay đổi hóa học não bộ hay không.