tDCS等无创脑刺激技术（NIBS）与肠道菌群作用机制研究
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【背景分析】
【tDCS等无创脑刺激技术（NIBS）与肠道菌群作用机制研究】根据近两年国内外的研究 ， 发现肠道菌群失衡 ， 与神经系统疾病的发生和发展有关 ， 即“微生物-肠-脑轴”Microbiota-gut-brain axis（MGBA） ， 或“肠-脑轴”Gut–brain axis（GBA） 。 例如儿童及青少年期常见的如多动症（ADHD）、抽动症（TS）、自闭症（ASD）等 ， 老年期常见的如阿尔茨海默病、帕金森病等 。
如上图所示 ， 对比了健康人肠道菌群 ， 和神经系统疾病患者肠道菌群的明显差异 。 如相比健康人群 ， 神经系统疾病患者肠道中双歧杆菌、抗炎细菌（粪球菌属、玫瑰球菌属、蓝氏菌属等）水平较低 。
【无创脑刺激技术】
无创脑刺激技术也叫非侵入性脑刺激（noninvasive brainstimulationNIBS）就是利用电流、磁场等非侵入性技术 ， 调节大脑相关功能区的兴奋性 ， 改善神经连接 ， 达到治疗目的的技术 。
常见的如经颅直流电刺激（transcranial directcurrentstimulatiointDCS） ， 经颅磁刺激（transcranial magnetic stimulation TMS）等 。
【无创脑刺激技术（NIBS）对肠道菌群的影响】
人类胃肠道微生物群包含超过100多种细菌 ， 包括两种主要的细菌门 ， 即厚壁菌门和拟杆菌门 ， 以及较少的放线菌门、梭杆菌门、变形菌门和疣微菌门 。
根据2020年发表在《Brain Stimulation》一篇报道 ， 患者通过为期10周 ， 每周2次（治疗方案为2mA ， 20分钟） ， 治疗后发现患者拟杆菌（bacteroidetes）/厚壁菌（fifirmicutes）的比率从8.5下降到了5.2 ， 下降比例为38.8%；同时 ， 罗斯拜瑞氏菌（Roseburia?intestinalis）、普拉梭菌（Faecalibacterium Prausnitzii）、拟杆菌（bacteroidetes）水平明显升高 ， 并持续超过10周 。
肠道菌群和大脑之间 ， 通过肠-脑轴（GBA）建立联系
研究表明 ， 肠道菌群通过刺迷走神经（VN）和肠神经系统（ENS）的神经元 ， 在大脑和胃肠道菌群之间建立直接的神经连接 。 另外 ， 迷走神经的激活水平 ， 反应了身体的抗炎水平 ， 炎症水平升高 ， 会损害肠道上皮屏障的完整性和通透性 ， 导致有害物质进入血液 ， 损害神经系统 。
研究人员认为 ， tDCS干预通过影响迷走神经 ， 提高了抗炎症水平 ， 进而恢复肠道上皮屏障的完整性和通透性、改善了肠道菌群结构 ， 改善肠道生态环境 。 而肠道生态系统改善 ， 促进了神经递质合成（如去甲肾上腺素、多巴胺、γ-氨基丁酸等） ， 再通过“肠-脑轴”（GBA）机制 ， 影响大脑相关区域（如前额叶等）的激活/抑制水平 ， 改善症状 。
【最新研究进展】
2021年 ， 米兰大学医学院、欧洲肿瘤研究所的研究人员 ， 在《Molecular Sciences》上发表的研究报告 ， 总结了无创脑刺激技术（NIBS）和肠道菌群关系的最新研究成果 。
研究团队将参与试验的22名患者 ， 分为HF组、LF组和伪刺激组 。 HF组、LF组分别采用2种无创脑刺激技术（NIBS）进行干预 ， 伪刺激组每次干预30秒后即停止 。 在进行每周3次、连续5周 ， 总计15次治疗后 ， 检查3组患者肠道菌群、神经递质（肾上腺素、去甲肾上腺素、GABA、血清素等）变化 。
下面三张图中 ， 紫色代表普拉梭菌（Faecalibacterium）、蓝色代表另枝杆菌（Alistipes ， 是拟杆菌的一种）、浅绿色代表乳酸杆菌（Lactobacillus）、粉色代表梭状杆菌（Clostridium） 。
如上图所示 ， HF组主要菌群变化情况 ， 可以看出普拉梭菌、另枝杆菌明显增加 ， 乳酸杆菌明显降低 ， 梭状杆菌也呈现增加的趋势；
如上图所示 ， LF组主要菌群变化情况 ， 普拉梭菌略有增加 ， 另枝杆菌、乳酸杆菌略有降低 ， 而梭状杆菌增加最为明显；
如上图所示 ， 伪刺激组中 ， 乳酸杆菌出现了明显增长 。
如上图所示 ， 分析了去甲肾上腺水平和拟杆菌属（Bacteroides）、真杆菌属（Eubacterium）、副萨特氏菌属（Parasutterella）丰度变化的相关性 。
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