علماء جامعة ستانفورد يعكسون فقدان الذاكرة المرتبط بالعمر عن طريق استهداف القناة الهضمية

تؤدي الشيخوخة إلى تغيير بكتيريا الأمعاء لدى الفئران، مما يضعف التواصل بين الأمعاء والدماغ. وساعدت استعادة هذا الاتصال الفئران الأكبر سنا على تكوين ذكريات بشكل فعال مثل الفئران الصغيرة.

لعقود من الزمن، كان يُنظر إلى فقدان الذاكرة المرتبط بالعمر إلى حد كبير على أنه مشكلة تبدأ في الدماغ. لكن الأدلة المتزايدة تشير إلى أن بعض العمليات التي تشكل الإدراك قد تبدأ في مكان أبعد جنوبًا، في الأمعاء، موطن تريليونات الميكروبات التي تساعد في تنظيم كل شيء بدءًا من الهضم وحتى المناعة.

تشير دراسة جديدة على الفئران أجراها باحثون في جامعة ستانفورد للطب ومعهد آرك في بالو ألتو، كاليفورنيا، إلى وجود علاقة مفاجئة بين الأمعاء والدماغ وراء الشيخوخة المعرفية.

ووجد الفريق أن التغيرات المرتبطة بالعمر في بكتيريا الأمعاء يمكن أن تتداخل مع الإشارات التي تنتقل على طول العصب المبهم، وهو طريق اتصال رئيسي يربط بين الجهاز الهضمي والدماغ. وتشير النتائج التي توصلوا إليها إلى أن تراجع الذاكرة قد يتأثر بالتغيرات خارج الدماغ نفسه، مما يفتح إمكانيات جديدة للحفاظ على الوظيفة الإدراكية في وقت لاحق من الحياة.

وقال كريستوف ثايس، دكتوراه، أستاذ مساعد في علم الأمراض: “على الرغم من أن فقدان الذاكرة أمر شائع مع تقدم العمر، إلا أنه يؤثر على الأشخاص بشكل مختلف وفي مختلف الأعمار”. “أردنا أن نفهم لماذا يظل بعض كبار السن حادين إدراكيًا بينما يرى أشخاص آخرون انخفاضًا ملحوظًا بدءًا من الخمسينيات أو الستينيات من العمر. ما تعلمناه هو أن الجدول الزمني لانخفاض الذاكرة ليس محددًا؛ بل يتم تعديله بشكل نشط في الجسم، والجهاز الهضمي هو المنظم الحاسم لهذه العملية. “

ووجدت الدراسة أن ميكروبيوم الأمعاء، وهو المجتمع الطبيعي للبكتيريا التي تعيش في الأمعاء، يتغير مع تقدم الفئران في السن. بعض البكتيريا صِنف تصبح أكثر شيوعًا بينما يتراجع البعض الآخر. تكتشف الخلايا المناعية في الجهاز الهضمي هذه التغييرات وتسبب الالتهاب الذي يضعف الإشارة عبر العصب المبهم إلى الحصين، وهي منطقة الدماغ المشاركة في تكوين الذاكرة والملاحة المكانية. عندما قام الباحثون بتحفيز نشاط العصب المبهم في الفئران الأكبر سنا، استعادت الحيوانات القدرة على تذكر الأشياء غير المألوفة والهروب من المتاهات وكذلك الفئران الأصغر سنا.

وقال ثايس: “إن درجة عكس التدهور المعرفي المرتبط بالعمر في الحيوانات فقط عن طريق تغيير التواصل بين الأمعاء والدماغ كانت مفاجأة”. “نحن نميل إلى التفكير في تراجع الذاكرة كعملية جوهرية في الدماغ. لكن هذه الدراسة تشير إلى أنه يمكننا تعزيز تكوين الذاكرة ونشاط الدماغ عن طريق تغيير تكوين الجهاز الهضمي – وهو نوع من التحكم عن بعد للدماغ “.

ثايس، وهو أيضًا باحث أساسي في معهد آرك في بالو ألتو، هو أحد كبار مؤلفي الدراسة، التي نُشرت في طبيعة. مايان ليفي، دكتوراه، أستاذ مساعد في علم الأمراض وباحث في الابتكار بمعهد آرك، هو المؤلف الرئيسي الآخر. تيموثي كوكس، طالب دراسات عليا في جامعة بنسلفانيا، هو المؤلف الرئيسي للبحث.

وقال ليفي: “تؤكد دراستنا أن العمليات في الدماغ يمكن تعديلها من خلال التدخل المحيطي”. “نظرًا لأنه يمكن الوصول بسهولة إلى الجهاز الهضمي عن طريق الفم، فإن تعديل وفرة مستقلبات الميكروبيوم المعوي يعد استراتيجية جذابة للغاية للتحكم في وظائف المخ.”

النداء يأتي من داخل الجسد

فكرة أن مئات الأنواع البكتيرية تعيش في الأمعاء بدت ذات يوم مثيرة للدهشة. واليوم، يحظى ميكروبيوم الأمعاء باهتمام واسع لأنه من المعروف أنه لا يؤثر على عملية الهضم فحسب، بل يؤثر أيضًا على الصحة بشكل عام. منذ أكثر من 10 سنوات، أظهر العلماء أن تغيير الميكروبات المعوية للقوارض يمكن أن يغير سلوكها الاجتماعي والمعرفي. أراد ثايس وليفي معرفة ما إذا كانت الآلية ذات الصلة قد تساعد في تفسير فقدان الذاكرة والصعوبات المعرفية المرتبطة غالبًا بالشيخوخة.

الإشارات التي تنتقل من داخل الجسم إلى الدماغ، بما في ذلك الرسائل المرسلة من الأمعاء عبر العصب المبهم، هي جزء من عملية تسمى الاعتراض الداخلي. على النقيض من ذلك، تسمى الإشارات التي تأتي من خارج الجسم عن طريق التذوق واللمس والشم والرؤية والسمع بالاستقبال الخارجي.

وقال ثايس: “إن الإدراك الخارجي هو في الأساس الطريقة التي نتصور بها الخارج”. “لدينا الكثير من المعرفة التفصيلية حول كيفية عمل ذلك. لكننا نعرف أقل بكثير عن كيفية استشعار الدماغ لما يحدث داخل الجسم. لا نعرف عدد الحواس الداخلية الموجودة، أو حتى كل ما تستشعره. من الواضح أن قدراتنا على الإدراك الخارجي تنخفض مع تقدم العمر – فنحن ننمو لنحتاج إلى النظارات وأجهزة السمع، على سبيل المثال. وتظهر هذه الدراسة أن الشيخوخة تؤثر أيضًا على الإدراك الداخلي”.

ولاختبار ما إذا كان ميكروبيوم الأمعاء يساهم في لحظات الشيخوخة التي يعيشها العديد من الأشخاص، قام الباحثون بإيواء فئران صغيرة (عمرها شهرين) مع فئران كبيرة (عمرها 18 شهرًا). ولأن الحيوانات كانت تعيش وتتبرز بالقرب من بعضها البعض، فقد تعرضت الفئران الصغيرة للميكروبات المعوية للفئران الأكبر سنا، وتعرضت الفئران الأكبر سنا لتلك الموجودة في الفئران الأصغر سنا. وبعد شهر واحد، قام الباحثون بتحليل الميكروبيوم الخاص بالحيوانات.

ووجدوا أن السكن المشترك تسبب في أن تصبح الميكروبات لدى الفئران الصغيرة أكثر تشابهًا مع تلك الموجودة في الحيوانات الأكبر سناً. عندما اختبر الباحثون ما إذا كانت الفئران قادرة على التعرف على جسم جديد أو العثور على مخرج من متاهة، كان أداء الفئران الصغيرة ذات الميكروبيومات القديمة أسوأ بكثير من الفئران الصغيرة الأخرى. لقد أظهروا اهتمامًا أقل بالأشياء غير المألوفة وتحركوا عبر المتاهة بطريقة تشبه الحيوانات القديمة.

وقام الباحثون أيضًا بمقارنة الفئران الصغيرة والكبيرة التي نشأت منذ الولادة في بيئة خالية من الجراثيم، مما يعني أن أياً من المجموعتين لم يكن لديه بكتيريا في الأمعاء. حافظت الفئران الصغيرة على قدرتها على تكوين الذكريات. ولكن عندما تلقت الفئران الشابة الخالية من الجراثيم الميكروبات من الفئران الكبيرة في السن، كان أداؤها مرة أخرى مثل الحيوانات الأكبر سنًا في اختبارات الذاكرة والإدراك. والجدير بالذكر أن الفئران القديمة الخالية من الجراثيم لم تفقد الذاكرة والإدراك مع تقدمها في السن وأدائها مثل الفئران البالغة من العمر شهرين.

وكانت النتائج مذهلة بشكل خاص عندما عولجت الفئران الصغيرة التي تحمل ميكروبات قديمة، وبالتالي أظهرت ضعفًا في الإدراك، بالمضادات الحيوية واسعة الطيف لمدة أسبوعين. عادت قدراتهم المعرفية، واستكشفوا أشياء غير مألوفة وتمكنوا من التنقل في المتاهات بالإضافة إلى التحكم في الفئران.

وقال ثايس: “إن اختبار التعرف على الأشياء يشبه اختبارات التعرف المعرفي لدى البشر، حيث يتم عرض سلسلة من الصور عليك، ثم عليك أن تتذكر الصور التي رأيتها من قبل بعد مرور بعض الوقت”. “واختبار المتاهة يشبه محاولة الأشخاص تذكر المكان الذي أوقفوا فيه سياراتهم في مركز تسوق كبير. ما تشترك فيه هذه المهام، في الفئران والبشر، هو أنها تعتمد بشدة على النشاط في الحصين، لأنه هو المكان الذي يتم فيه تشفير الذكريات”.

ما هو المختلف في أحشائهم؟

ثم نظر الباحثون عن كثب في كيفية تغير ميكروبيوم الأمعاء مع تقدم العمر في الفئران. ووجدوا أن إحدى البكتيريا، وهي Parabacteroides goldsteinii، أصبحت أكثر وفرة نسبيًا في الفئران المسنة وترتبط بشكل مباشر بالتدهور المعرفي لدى الحيوانات. عندما تم استعمار الفئران الصغيرة بهذا النوع من البكتيريا، كان أداؤها أسوأ في اختبارات التعرف على الأشياء واختبارات المتاهة، وارتبط هذا الانخفاض بانخفاض النشاط في الحصين.

ولكن عندما عولجت الفئران المسنة بجزيء ينشط العصب المبهم، أصبح أداءها الإدراكي غير قابل للتمييز عن أداء الفئران الصغيرة.

وأظهرت تجارب إضافية أن ارتفاع Parabacteroides goldsteinii كان مرتبطًا بمستويات أعلى من المستقلبات التي تسمى الأحماض الدهنية متوسطة السلسلة. تسببت هذه المستقلبات في قيام الخلايا النقوية، وهي نوع من الخلايا المناعية في الأمعاء، بإطلاق استجابة التهابية. أدى هذا الالتهاب إلى انخفاض نشاط العصب المبهم، وانخفاض النشاط في الحصين، وإضعاف قدرة الحيوانات على تكوين ذكريات دائمة.

وقال ليفي: “يمكن القول إن الجهاز الهضمي هو أول نظام عضوي يتطور خلال تاريخ التطور البشري، لذا فإن تطور العمليات المعرفية في الدماغ قد تشكل بلا شك من خلال الإشارات القادمة من الأمعاء”. “من المحتمل أن تلعب الإشارات الصادرة عن الجهاز الهضمي دورًا مهمًا في تحديد سياق تكوين الذاكرة.”

وأضاف ثايس: “في الأساس، حددنا مسارًا من ثلاث خطوات نحو التدهور المعرفي الذي يبدأ بشيخوخة الجهاز الهضمي والتغيرات الميكروبية والتمثيل الغذائي اللاحقة التي تحدث. تستشعر الخلايا النخاعية في الجهاز الهضمي هذه التغييرات، وتؤدي استجابتها الالتهابية إلى إضعاف الاتصال بين الأمعاء والدماغ عبر العصب المبهم. وهذا هو المحرك المباشر لتدهور الذاكرة. وإذا استعدنا نشاط العصب المبهم، فيمكننا استعادة وظيفة ذاكرة الحيوان المسن إلى وظيفة ذاكرة الحيوان الصغير”.

ويدرس الباحثون الآن ما إذا كان هناك مسار مماثل يشمل ميكروبيوم الأمعاء ونشاط الدماغ لدى البشر، وما إذا كان يساهم أيضًا في التدهور المعرفي المرتبط بالعمر. تمت الموافقة بالفعل على تحفيز العصب المبهم من قبل إدارة الغذاء والدواء لعلاج الاكتئاب أو الصرع ودعم التعافي بعد السكتة الدماغية. ويأمل الباحثون أيضًا في تطوير طرق غير جراحية لرصد، وربما التحكم، في نشاط الخلايا العصبية الطرفية التي تؤثر على تكوين الذاكرة والإدراك.

وقال ثايس: “أملنا هو أن تتم ترجمة هذه النتائج في نهاية المطاف إلى العيادة لمكافحة التدهور المعرفي المرتبط بالعمر لدى الناس”.

مرجع: “الخلل الوظيفي المعوي يؤدي إلى التدهور المعرفي المرتبط بالعمر” بقلم تيموثي أو. كوكس، أشواريا إس. ديفاسون، آلان دي أروجو، سيدني ماسون، مادهاف سوبرامانيان، أندريا إف إم سلفادور، هيلين سي. ديسكامب، جونون كيم، ييشوان تشو، ليف ليتشيفسكي، سونهي جونغ، وون سوك سونغ، أدريان كورتيس مارتن، ناثان تي هندرسون، كوي بين هوانغ، ثاو نجوين، ويساث ساي لي، إيبورو سي أومانا، ماريا ساكتا، رايان جيه. رحمن، ستيفن ويسر، جي. أندرو دي. نيلسون، إيلونا جولينكر، ألانا إم ماكسوين، إريك إف هوهمان، شان باتيل، آنا إل. بوب، كلارا سوكلر، نيكلاس بلانك، كيفتهير هوشا، لافينيا بوتشيا، أندريا سي. وونغ، كلاس باهنسن، جيهي كيم، ناتالي بيدرمان، دينا عباسيان، كلاريسا شوفلر، كريستوفر بيتوتشي، فيونا إي. مكاليستر، أمبر إل. ألهاديف، مارك في. فوتشيلو، كولين هيل، تشولسون جانغ، جي. لي ومايان ليفي وكريستوف أ. ثايس، 11 مارس 2026، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-026-10191-6

تم تمويل الدراسة من قبل معهد آرك المعاهد الوطنية للصحة (منح المعاهد الوطنية للصحة DK019525، T32AG000255، F30AG081097، T32HG000046، F30AG080958، DP2-AG-067511، DP2-AG-067492، DP1-DK-140021، R01-NS-134976 و R01-DK-129691)، صندوق بوروز ويلكوم، جمعية السرطان الأمريكية، جائزة بيو سكولار، برنامج سيرل سكولار، مؤسسة إدوارد مالينكرودت جونيور، صندوق WW سميث الخيري، زمالة عائلة بلافاتنيك، مؤسسة الوقاية من السرطان، مؤسسة بوليبيو للأبحاث، مؤسسة V، برنامج كاثرين دبليو ديفيس للباحثين عن الشيخوخة في الدماغ، مؤسسة ماكنايت لأبحاث الدماغ، مؤسسة كينيث راينين، ومؤسسة IDSA، وبرنامج العلوم الإنسانية الحدودية.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.