雖然多年前已有研究證明腸腦軸線（腸道內層有密密麻麻的神經，會彙集訊息傳給中樞神經，與大腦相互連繫）的存在，而且更進一步發現腸道微生物群與心理健康的關連，然而似乎直到最近科學家才開始深入研究，希望利用腸道細菌增進心理健康。
2011年，加拿大安大略麥克馬斯特大學研究人員發表了一篇報告，證實腸道不但能與大腦溝通，還會影響行為。研究人員比較無菌鼠與正常老鼠的行為，發現無菌鼠不只比較喜歡冒險，壓力荷爾蒙腎上腺皮質醇的濃度較高，腦源性神經成長因子BDNF則比較少。我們已知，罹患焦慮症或憂鬱症的病人也有BDNF低下的現象。
這個研究團隊更進一步證實這樣的發現，並在《腸胃科學》發表報告。此次他們改變老鼠腸道細菌，發現老鼠行為表現因而改變。他們把一群膽小老鼠體內的微生物植入大膽老鼠的腸道，並把大膽老鼠體內的微生物植入膽小老鼠的腸道，然而觀察老鼠個性的變化。結果發現膽小老鼠變得大膽，而大膽老鼠則變得膽小。這篇報告的主要作者佛斯特（Jane Foster）說道：「可見，老鼠的行為表現暗藏在微生物群當中。」
加州大學洛杉磯分校的研究團隊進行了一個小型實驗，2013年也在《腸胃科學》發表結果。但就食物中的益菌會影響人類大腦功能而言，他們是第一個提出證據的研究團隊。雖然這只是個小型研究，卻帶來一個大發現，亦即腸道細菌出現小小的改變就能影響一個人的認知，他們的研究因而受到醫學界的注目。
研究人員將36名參與實驗的婦女分成三組：第一組在為期四週的實驗期間每天攝食含有多種益生菌的優格；第二組雖然也吃看起來、嚐起來像優格的乳製品，但這種乳製品未含任何益生菌；第三組則沒吃任何特別的食物。在研究之初，每位受試者都接受功能性的大腦磁振造影（fMRI），四週後再做一次。fMRI並非顯現腦部結構，研究人員除了被動觀察腦部在某一個時間點的活動，也可使之成為主動式工具，得到即時神經回饋。以神經學的術語來說，腦部活動可以「興奮度」（excitability）來評估，看腦部對環境刺激或改變會有什麼程度的反應。
在實驗進行四週後，研究人員給受試者看一些影像（人憤怒或受到驚嚇的表情），以誘發她們的情緒反應。在進行即時神經回饋時，研究人員發現第一組婦女（每天吃含有多種益生菌的優格）在情緒反應期間，腦島（insula）和體覺皮質（omatosensory cortex）的興奮度較低。腦島會處理、整合來自內臟的感覺（如腸胃的感覺）。這些婦女大腦網絡中與處理情緒、認知與感覺的相關部位活動也比較少。反之，其他兩組的婦女，相關腦部網絡興奮度較高，顯示她們的情緒受到的影響比較大。
研究人員也掃描這些婦女沒受影像刺激的腦部活動，發現每天從優格攝食益生菌的婦女腦幹某個重要區域，跟與認知有關的前額葉皮質區，出現較強的連結，而沒吃特別食物那一組則跟腦部有關情緒與感覺的區域，出現較強的連結。至於吃未含益生菌的優格那組，結果則介於上述兩組之間。
這項研究中的資深作者邁爾（Emeran Mayer）教授是醫學、生理學和精神醫學的專家，他在報告中提出這樣的建議：「來自腸道的訊號可以傳送到腦部，而飲食改變的結果證實我們可用新的策略來防治消化、精神和神經性的病症。」
邁爾在結論強調：「目前已有許多研究顯示，我們可改變腸道微生物群組成及其產物，也就是透過高纖蔬菜的攝食來改善腸道微生物群或生態。愛吃碳水化合物和不良脂肪的西式飲食的人，腸道比較不健康……我們已知腸道生態不只會影響我們的代謝，也會影響大腦功能。」最近我曾在一場研討會與邁爾教授提到他的研究，讚揚他的發現。邁爾教授謙虛地說，有這樣的結果固然令人振奮，但他們還需要進行更多的研究。
沒想到腸道生態的改變竟會影響到大腦接受負面訊息或刺激的反應。這對我們來說實在是好消息，因為這代表只要我們好好選擇食物，悉心餵養腸道細菌，就能增進大腦功能，改善情緒障礙。
腸腦是會雙向溝通的
雖然腸道與腦部的關連是新的醫學概念，我們可別忘了大腦也會讓腸道受害。精神壓力與焦慮會使腸漏症變得嚴重，破壞腸道細菌生態，造成更進一步的發炎，接著反過來危害大腦，形成惡性循環。
近來已有許多科學家針對HPA軸（即下視丘—腦垂腺—腎上腺軸的回饋控制系統）進行研究。廣義來說，如果受到壓力，HPA軸就會刺激腎上腺，分泌皮質醇。腎上腺皮質醇就是身體因應壓力最重要的荷爾蒙。腎上腺是三角形的內分泌腺體，位於腎臟上方，因以為名。我們在危急時刻，不管是要和敵人決一死戰或是拔腿快跑，腎上腺皮質醇就會促成這樣的本能生理反應。腎上腺皮質醇雖然可在危急時助我們一臂之力，然而過猶不及：腎上腺皮質醇過高，可能引發許多問題，包括憂鬱症與阿茲海默症。
腎上腺皮質醇太高，腸道也會遭殃。
首先，腸道細菌生態會出現不良變化。其次，皮質醇會使細胞分泌有害的化合物，使腸漏症變得嚴重。已有多項研究證實，細胞分泌的腫瘤壞死因子–α等會破壞腸道內膜。第三，皮質醇也會促使免疫細胞製造更多會引發發炎的化合物。這些細胞激素會造成腸道發炎，使腸漏變得嚴重，給予大腦不良刺激，讓人容易出現情緒障礙。
雖然你也許早就聽說壓力會讓人腸胃不適，甚至造成腸胃疾病，但我們現在已可從科學證據了解這是怎麼發生的。
根據研究，慢性壓力要比緊急情況更容易造成腸漏症和發炎。我們也從中得知，控制身體壓力反應的主要是腸道細菌。2004年，日本研究人員在《生理學期刊》發表報告，詳述壓力對無菌鼠的影響。他們發現，這些老鼠在壓力之下，HPA軸會出現過度反應，使腎上腺皮質分泌過多，造成破壞。好消息是，只要給這些老鼠吃嬰兒型比菲德氏菌，情況就可逆轉。原來控制人類壓力反應的是腸道細菌，而不是我們的大腦。
（原文刊載於大衛．博瑪特、克莉絲汀．羅伯格Kristin Loberg《無麩質飲食，打造健康腦！》一書／天下文化出版）
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