美国阿拉巴马大学(University of Alabama)的罗莎琳达•罗伯茨(Rosalinda Roberts)已经习惯了在大脑中看到奇怪的形状。在电子显微镜下观察脑组织超过三十年，她经常会在图像中发现一些 “未知物体”——那些亮斑和斑点原本不该出现在那里，并且似乎与她正在研究的突触和结构没有关系。她解释说：“过去我只会说，‘好吧，不管它’。”现在，这一切都改变了。

        在大脑中发现细菌通常是非常坏的消息。大脑受到血脑屏障的保护，免受人体细菌的侵扰，被认为是一个无菌器官。一旦边界被打破，就会导致脑炎和脑膜炎等疾病。当罗伯茨、夏琳•法默(Charlene Farmer)和考特尼•沃克(Courtney Walker)意识到切片上的不明物体是细菌时，这一切变得更加令人惊讶。

        许多细菌正要进入神经元或深入轴突，就被抓了个正着。还有一些细菌正在分裂。但它们也很挑剔，尤其偏爱大脑的某些区域。周围的脑组织并没有出现炎症迹象。如果这些细菌在人活着的时候就存在于大脑中，那么它们就不会致病。

        科学家目前还没有完全排除污染的可能，但一旦这项工作得到证实，它将为研究微生物菌群和疾病开辟新的途径。在 11 月举行的神经科学学会年会(Society for Neuroscience)年会上，研究小组展示了他们的研究结果。Nautilus 于 11 月采访了罗伯茨。

        “现场”实拍：人脑中的轴突旁边的细菌(红色箭头)。最左边的细菌似乎正在钻进一个轴突体。图片来源：罗莎琳达•罗伯茨

        您认为您的照片为什么会引起这么大的轰动呢?

        如果真的有细菌在一个人活着的时候从肠道进入大脑，那么这是一个真正的颠覆性发现，因为相比于其他器官，大脑被认为是无菌的。在非创伤性、非感染性样本中发现细菌真的是完全出乎意料的。

        这项研究是如何开始的?

        我的整个职业生涯几乎都在研究精神分裂症。我研究的主要手段就是分析精神分裂症患者死后的大脑标本，从中寻找可能存在的突触的差异和病理变化。我看到这些未知的物体已经很多年了，但是我无视了它们。后来，我有一个本科生考特尼•沃克(Courtney Walker)，她是阿拉巴马大学荣誉项目的一员。她正在研究黑质(substantia nigra)，大脑中的一个含有多巴胺神经元的区域。她不断地看到这些物体(我们管它们叫“那些东西”)，并一直追问这个问题。于是它开始成为实验室的谜团。

        您是怎么知道神秘物体就是细菌的呢?

        根据形态学标准，我开始怀疑它们是细菌。我向一个细菌学家展示了照片，他说：“这就是细菌。”然后我们继续进行核糖体分析，发现它们是肠道细菌。这是非常有趣的，因为最近人们对肠道-大脑的研究特别感兴趣。

        我们对肠道-大脑的行为了解多少?

        你可以用微生物菌群操控行为和认知，甚至是结构。如果你取一些没有微生物菌群的无菌小鼠，并用常规老鼠的粪便进行粪便移植来定殖，那它们的许多行为症状会将都会得到改善。如果你把幽门螺杆菌植入小鼠体内，它们会产生新的认知和行为问题。不同疾病人群的粪便菌群(即从粪便中获得的肠道菌群)是不同的。帕金森病患者与健康人的微生物群不同。

        存在哪些已经提出的机制，能够描述微生物菌群如何影响大脑?

        你知道，我从没见过这样的机制。无论有什么猜测，都和信息到达大脑的途径有关。一种推测是它通过支配胃的神经向上传播。其中一条叫做迷走神经。有一项研究，科学家切断了迷走神经，然后他们就无法通过改变微生物菌群来操纵大脑行为了。这项研究表明细菌对大脑的影响都是通过迷走神经来完成的，但是他们从来没有说过具体是什么。

        如果细菌确实从肠道来到了大脑，那它们是如何到达那里的呢?

        我不是微生物学家，所以请谨慎对待我的推测。如果细菌沿迷走神经进入大脑，那它就必须钻入髓鞘，并通过内部运输到达背核，然后离开，进入大脑的其他地方。细菌也可能通过血脑屏障进入大脑。大脑中有些地方并没有那么严密。其中一个区域被称为化学敏感触发区(chemo-sensitive trigger zone)，它位于脑干，是血脑屏障漏洞最多的地方，这是因为大脑需要知道你是否吃了有毒的东西，如果有的话就会引起呕吐。由于类似的原因，脑垂体周围的血脑屏障也不是很严密。我想更仔细地观察血脑屏障有漏洞的地方，看看那里是否存在着更多的细菌。

        您看到的细菌是否更偏爱大脑的某些部位?

        我们发现它们喜欢待在血脑屏障周围的星形胶质细胞内。它们也喜欢呆在轴突里，那是大脑中连接不同区域、负责传导信息的突出结构。轴突被髓鞘覆盖，那是一种脂肪沉积物。此外，在小鼠身上，细菌喜欢进入神经元的细胞核，但在人类身上就没有这种现象。目前我们还很不清楚这意味着什么。为什么它们更喜欢入侵某些类型的细胞呢?我知道有些细菌喜欢脂肪，而有些细菌喜欢糖;髓磷脂是脂肪，而星形胶质细胞中有糖。细菌的分布也表明我们的观察结果并不完全是由于污染，否则我们就会在任何地方看到细菌，而不仅仅是在特定的区域。