有趣的科学发现并不一定需要使用特别高大上的实验材料。最近《自然》杂志上的一篇论文就是一个例子。在这篇论文里面，科学家们研究了肠道细菌对于秀丽隐杆线虫（C.elegans）行为的影响。由于这种动物结构简单并且培养方便，秀丽隐杆线虫是生物实验室的常见实验动物。因此，很多在遗传发育等领域中的重要发现都是最初在秀丽隐杆线虫上面做出来的。
秀丽隐杆线虫（图源：nature.com）
在这篇文章的里面，科学家研究了线虫对刺激物的回避作用。通常，秀丽隐杆线虫会回避某些挥发性物质，比如正辛醇。然而科学家发现如果用一种叫做产碱普罗威登斯菌（Providencia alcalifaciens）的细菌作为线虫的食物，线虫对于正辛醇的回避行为就会减弱。也就是说，通常情况下在实验中线虫是不会爬向含有正辛醇的实验区域的。而如果线虫吃了产碱普罗威登斯菌，那么就会有部分线虫似乎忘记了正辛醇是它本来应该不喜欢的物质，因此还是爬向了含有正辛醇的区域。
更为有意思的是，产碱普罗威登斯菌要改变线虫对正辛醇的回避行为有一个前提条件。就是细菌必须能够在线虫的肠道中繁殖。为了证明这一点，科学家用抗生素预先处理过细菌作为食物来喂线虫。虽然此时线虫仍然可以吃下细菌合成的化学物质，但是由于细菌已经不再具备繁殖能力，线虫对正辛醇的回避行为也就恢复正常了。
那么，作为细菌又是怎么影响线虫的行为的呢？原来线虫体内的ASH神经元是线虫感知辛醇的主要细胞。而这些神经细胞上含有大量的酪胺以及章鱼胺的受体。而正是通过这些胺类物质，线虫才能对辛醇起反应。而产碱普罗威登斯菌正是可以合成酪胺，从而影响ASH神经元从而改变线虫对辛醇的回避行为。
那么细菌为什么要合成出酪胺从而使线虫能够容忍辛醇呢？对细菌而言好处又是什么呢？目前的一种猜测是产碱普罗威登斯菌本身含有某些醇类物质。这种物质也是通过ASH神经元被线虫所感知，然后被线虫所回避的。即换一句话说，线虫闻到产碱普罗威登斯菌的气味后，就倾向于回避它。如果线虫有像人一样的知觉的话，也许就是觉得难闻吧。当然，线虫因此也就不愿意吃这种细菌了。然而，从细菌角度出发，它被线虫吃下去后就可以在线虫的肠道中繁殖，也许对它的生存是有利的。所以，通过合成酪胺来钝化线虫的ASH神经元，线虫就可以不再回避这种细菌，从而使细菌实现了被吃的目的。
肠道及其正常菌群（图源：pixabay.com）
这个故事讲的是线虫和细菌的关系。那么在人类肠道中有类似的事件发生吗？我们知道，人体的肠道中定值有大量的细菌。这些细菌通常都是正常的肠道菌群的组成部分。目前研究表明，肠道菌群对于人体健康的很多方面都有影响。而就脑和肠道菌群的关系而言，目前确实也有不少研究认为两者之间或许可能有某种相互影响。然而，我们在真正做出结论之前必须谨慎。因为目前绝大部分研究都是来自于动物（比如线虫，还有小鼠等），而由于生理状态的巨大差异，动物中的研究结果并不一定可以直接移植到人体之中。而有关人体的研究很多只是根据某些观察建立的某种联系，但是并不是因此就能够确定因果关系的。
举一个例子。目前自闭症和肠道菌群的关系是一个研究热门。根据观察，很大比例的自闭症儿童有肠道功能异常并且伴随着肠道菌群异常。因此，自闭症和肠道菌群异常两种现象是可以联系起来的。但是，它们是真的有因果关系吗？如果有，又是哪个是因哪个是果呢？当然，推销益生菌的厂家会告诉你不用想了，肯定是肠道菌群是因。菌群不正常，所以细菌分泌的某种产物影响你的行为，所以你有自闭症。当然，厂家们后续还会告诉你只要服用了我们的益生菌，自闭症状就可以减轻。
真是如此吗？远远不是！首先，即使存在因果关系，你也不知道自闭症和肠道菌群异常何为因，何为果。理由很简单。因为自闭儿童一般饮食习惯都比较古怪（比如只吃特定食物）,那么他们的肠道菌群就很有可能会和正常人不同，毕竟肠道里面的细菌是得依靠你吃下去的食物来维持生计的啊。
所以，脑与肠道细菌的关系是一个非常有趣，很有希望的研究领域。说不定未来会有很多有意思的发现，可能有些发现还会改变我们的生活。但是同时我们今天对于这些发现在人类健康上面的意义仍然得保持谨慎，尤其是不能轻易被某些厂家忽悠，从而购买或者服用实际上没有太大作用的营养品。
参考文献
O’Donnell, M.P., Fox, B.W., Chao, P.-H., Schroeder, F.C. and Sengupta, P., A neurotransmitter produced by gut bacteria modulates host sensory behavior. Nature, 585, 415-420, 2020