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人體是數萬億微生物的家園，統稱為微生物體（microbiome）。從我們離開母親子宮的那一刻起，這些微生物透過產道、看護者、食物、母乳和環境的接觸，迅速在人體內繁殖，並在我們的一生中不斷發生變化。
科學家越來越了解這些微生物從消化到抑鬱等方面的作用。然而，它們對我們早期發育的貢獻在很大程度上是一個謎，特別是涉及到幼兒期的大腦發育。
「微生物可以透過多種方式影響大腦，」衛斯理學院（Wellesley College）的資深科學家凱文·博納姆（Kevin Bonham）告訴《新聞週刊》（Newsweek）：「它們可以產生包括神經傳導物質在內的分子，這些分子可與腸道中的神經系統相互作用，或進入血液到達大腦。部分微生物還可以分解神經活性分子，否則這些分子可能會對人體產生某些影響。腸道充滿了與微生物相互作用的免疫系統細胞，免疫系統所產生的許多訊號分子也會影響大腦。」
腸道中的微生物群體與一系列大腦相關疾病有關，包括心理健康、自閉症（autism）、帕金森氏症和阿茲海默症。但是，當涉及神經類型的大腦發育時，我們並不知道「健康」的微生物體應該是什麼樣。
在《科學尖端》（Science Advances）期刊上發表的研究論文表示，博納姆及同事研究381名、年齡在40天~10歲的兒童。研究人員利用遺傳分析，建立兒童微生物體中存在的細菌群落，並對它們進行了一系列適合年齡的認知測試和分析。最後，研究團隊使用核磁共振掃描，評估他們的大腦結構。
使用電腦模型，研究團隊發現某些細菌物種與較高的認知功能有明顯關聯，而其他物種則與較低認知相關。博納姆說：「我對這些關聯的數量和強度感到驚喜，並對許多我不熟悉的微生物感到吃驚。」
電腦模型還可以根據兒童的微生物特徵來預測不同大腦區域的結構和體積。然而，現在就確定微生物物種與認知能力增強是否相關還為時過早。
「在研究的早期階段，我們對『健康』微生物體了解不夠，更不用說如何推廣它了。」博納姆說：「我不會因為這項研究的結果而對我的孩子做任何具體的改變。」
不過，這項研究仍然是了解大腦和腹部之間關係（尤其是在幼兒期）的第一步。博納姆說：「我們非常想看看是否可在其他更多樣化的群體中複製這項工作，並開始實驗研究，看看是否可以確定微生物與大腦發育之間有哪些具體的因果關聯。」 ◇
