日本的协同乳业株式会社和早稻田大学于7月24日发布的研究成果称，通过对实验动物小鼠投喂双歧杆菌和精氨酸，发现小鼠的认知灵活性得到了提高。该成果是以协同乳业的生田Kayo研究员、松本光晴主干研究员、早稻田大学人类科学学术院的挂山正心教授为中心的研究团队取得的，相关内容已发表在国际学术杂志《Frontiers in Nutrition》上。
实验过程（供图：协同乳业株式会社）
已有研究成果表明，在痴呆症和抑郁症等精神疾患中，认知灵活性（适应环境变化的能力）在发病前夕和初期阶段会急剧下降。最近的研究表明，肠道和大脑可以通过各种信号因子相互产生影响（肠脑相关性），说明肠道菌群也参与了认知功能。
协同乳业和早稻田大学的研究团队在先行研究中已指出，由于抗生素扰乱肠道菌群，导致小鼠的认知灵活性降低。协同乳业一直在研究的生理活性物质“多胺”存在于所有生物体的所有细胞中，对于维持细胞的健康不可或缺。
此前的研究还表明，给予外源性多胺可以改善小鼠的学习和记忆能力，增加肠道多胺可以改善小鼠的空间学习和记忆能力。
为此，研究团队探讨了增加多胺以提高认知灵活性的可能性。具体方法为，利用为评估小鼠的认知灵活性而开发的“使用触摸屏装置的认知灵活性评估测试”，调查了促进肠道菌群中多胺生成的双歧杆菌和精氨酸（Bif+Arg）的同时服用对小鼠认知灵活性的影响。
“使用触摸屏装置的认知灵活性评估测试”中使用触摸屏操作装置，在该装置中，当小鼠用鼻子碰触面板上正确的点时，就会掉下一粒饵料，作为小鼠找到正确答案的奖励。
使用该装置的认知灵活性评估测试在触摸屏上设置了4个左右不对称的点，从这4个点中选择正确的点，即可获得偏好性较高的食物奖励，是一种奖励型学习记忆测试。
首先，小鼠通过用鼻子触碰触摸屏上的点，形成“选择点”的行为，然后进入学习测试。学习测试由①为获得选择在对角线上交替变换的正确点的行为序列而进行的原学习，以及②反复进行变换正确对角线和不正确对角线的反转课题的学习（反复反转学习）构成。
实验中，将小鼠分为两组，一组是给予双歧杆菌和精氨酸的混合液给药组（Bifal+Arg组），另一组是给予将其悬浮溶解的生理盐水给药组（对照组），进行学习测试。通过实施①②的测试，将小鼠对规则变化（正确答案的对角线变化）的适应行为作为认知灵活性进行了评估。
结果发现，Bifal+Arg组的小鼠比对照组更早认识到了规则的变化，并根据新规则切换了行为。换言之，通过给与Bifal+Arg，能够灵活应对环境变化的认知灵活性得到提高。该成果是表明益生菌等改善肠道环境的食品可能有助于提高认知灵活性的首个研究成果。
今后，研究团队计划开展人体应用测试和机制分析研究，以进一步推进研究成果，并期望在未来实现具有科学证据的痴呆症预防的社会应用。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Frontiers in Nutrition
论文：Bifidobacterium animalis subsp. lactis and arginine mixture intake improves cognitive flexibility in mice
DOI：doi.org/10.3389/fnut.2023.1164809
