日本的統合乳業株式會社和早稻田大學於7月24日發佈的研究成果稱，透過對實驗動物小鼠投餵雙歧桿菌和精胺酸，發現小鼠的認知靈活性得到了提高。該成果是以統合乳業的生田Kayo研究員、松本光晴主幹研究員、早稻田大學人類科學學術院的掛山正心教授爲中心的研究團隊取得的，相關内容已發表在國際學術雜誌《Frontiers in Nutrition》上。
實驗程序（供圖：統合乳業株式會社）
已有研究成果表明，在癡呆症和抑鬱等精神疾患中，認知靈活性（適應環境變化的能力）在發病前夕和初期階段會急劇下降。最近的研究表明，腸道和大腦可以透過各種訊號因子相互產生影響（腸腦相關），說明腸道菌羣也參與了認知功能。
統合乳業和早稻田大學的研究團隊在先行研究中已指出，由於抗生素擾亂腸道菌羣，導致小鼠的認知靈活性降低。統合乳業一直在研究的生理活性物質「多胺」存在於所有生物體的所有細胞中，對於維持細胞的健康不可或缺。
此前的研究還表明，給予外源性多胺可以改善小鼠的學習和記憶能力，增加腸道多胺可以改善小鼠的空間學習和記憶能力。
爲此，研究團隊探討了增加多胺以提高認知靈活性的可能性。具體方法爲，利用爲評估小鼠的認知靈活性而開發的「使用觸控螢幕裝置的認知靈活性評估測試」，調查了促進腸道菌羣中多胺生成的雙歧桿菌和精胺酸（Bif+Arg）的同時服用對小鼠認知靈活性的影響。
「使用觸控螢幕裝置的認知靈活性評估測試」中使用觸控螢幕操作裝置，在該裝置中，當小鼠用鼻子碰觸表層薄板上正確的點時，就會掉下一粒餌料，作爲小鼠找到正確答案的獎勵。
使用該裝置的認知靈活性評估測試在觸控螢幕上設置了4個左右不對稱的點，從這4個點中選擇正確的點，即可獲得偏好性較高的食物獎勵，是一種獎勵型學習記憶測試。
首先，小鼠透過用鼻子觸碰觸控螢幕上的點，形成「選擇點」的行為，然後進入學習測試。學習測試由①爲獲得選擇在對角線上交替變換的正確點的行為序列而進行的原學習，以及②反復進行變換正確對角線和不正確對角線的反轉課題的學習（反復反轉學習）構成。
實驗中，將小鼠分爲兩組，一組是給予雙歧桿菌和精胺酸的混合液給藥組（Bifal+Arg組），另一組是給予將其懸浮溶解的生理食鹽水給藥組（對照組），進行學習測試。透過實施①②的測試，將小鼠對規則變化（正確答案的對角線變化）的適應行為作爲認知靈活性進行了評估。
結果發現，Bifal+Arg組的小鼠比對照組更早認識到了規則的變化，並根據新規則切換了行為。換言之，透過給與Bifal+Arg，能夠靈活因應環境變化的認知靈活性得到提高。該成果是表明益生菌等改善腸道環境的食品可能有助於提高認知靈活性的首個研究成果。
今後，研究團隊計劃開展人體應用測試和機制分析研究，以進一步推進研究成果，並期望在未來實施具有科學證據的癡呆症預防的社會應用。
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Frontiers in Nutrition
論文：Bifidobacterium animalis subsp. lactis and arginine mixture intake improves cognitive flexibility in mice
DOI：doi.org/10.3389/fnut.2023.1164809
