ความคิดจิตใจกับไมโครไบโอม
วิทย์คิดไม่ถึง
เรื่อง : ดร. นำชัย ชีววิวรรธน์ namchai4sci@gmail.com
ภาพประกอบ : นายดอกมา
ผู้อ่านบางคนอาจเริ่มคุ้นชินกับคำว่า “ไมโครไบโอม (microbiome)” บ้างแล้วแต่บางคนก็อาจยังไม่เคยได้ยิน ตกลงว่ามันคืออะไรแน่ ?
สรุปความ “ไมโครไบโอม” อย่างสั้นสุด ๆ ได้ว่า คือกลุ่มสิ่งมีชีวิตขนาดจิ๋วที่อยู่ในระบบทางเดินอาหารของเรานั่นเอง ซึ่งมีได้สารพัด ทั้งแบคทีเรีย รา ไวรัส ฯลฯ แต่ที่มีมากที่สุด มีบทบาทสำคัญ และได้รับการศึกษามากที่สุดก็คือพวกแบคทีเรียต่าง ๆ
มีผู้คำนวณจำนวนสิ่งมีชีวิตพวกนี้ไว้ ซึ่งก็ได้ค่าแตกต่างกันตั้งแต่ราว ๑๐-๓๐ ล้านล้านเซลล์ ใกล้เคียงจำนวนเฉลี่ยราว ๓๐ ล้านล้านเซลล์ของร่างกายมนุษย์ทีเดียว !
อาจมองได้ว่าร่างกายมนุษย์เป็น “จักรวาล” ในตัวเองได้เลยทีเดียว
เรื่องน่าประหลาดใจที่สุดของการศึกษาไมโครไบโอม ไม่ได้มีแค่เพียงจำนวนเซลล์ แต่ยังมีเรื่องของความสัมพันธ์และผลกระทบในแง่มุมต่าง ๆ กล่าวคือยิ่งศึกษาก็ยิ่งพบว่ามันอาจส่งผลกระทบทั้งทางตรงและทางอ้อมต่อ “องค์รวมของร่างกาย” คือ ความคิดความอ่าน ความทรงจำ ตลอดจนถึงอารมณ์ความรู้สึกของเราได้มากอย่างไม่น่าเชื่อ และยังเกี่ยวข้องกับโรคหรือความผิดปรกติสารพัด
มาดูงานวิจัยในหนูและในคนที่เกี่ยวกับผลกระทบของไมโครไบโอมกับความจำกันก่อน
การที่การทดลองจำนวนมากทำในหนู เพราะทำได้ง่ายและไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับจริยธรรมเท่ากับทำในคน ที่สำคัญคือผลหลายอย่างที่เห็นได้ในหนูก็จะเกิดขึ้นคล้าย ๆ กันในคน
ความจำส่งผลต่อการดำเนินชีวิตมาก มีการทดลองในหนูที่ทำให้รู้ว่าหากมีการติดเชื้อและเพิ่มจำนวนแบคทีเรียก่อโรค
ก็ทำให้เกิดความผิดปรกติของความทรงจำได้ แต่ที่แปลกก็คือ หนูที่ไม่เคยได้รับเชื้อแบคทีเรียเลยก็มีความจำที่ผิดปรกติไปเช่นกัน
การทดลองเพิ่มเติมทำให้ทราบว่า ความผิดปรกติแบบนี้ป้องกันได้ หากว่าพวกมันได้รับโพรไบโอติกที่มีแบคทีเรียต่าง ๆ โดยแบคทีเรียเหล่านี้ปรกติก็พบในหนูเหล่านี้อยู่แล้ว จึงแสดงให้เห็นว่าโพรไบโอติกที่ออกแบบให้เหมาะสม ตั้งต้นจากแบคทีเรียที่พบบ่อยในทางเดินอาหารนั้นมีประโยชน์ต่อความจำ มีการทดลองที่ยืนยันว่าแบคทีเรียเหล่านี้ส่งผลทั้งต่อความทรงจำระยะสั้นและยาว
แต่ก็มีข้อควรระวังเช่นกัน เพราะในบางการทดลองพบว่าโพรไบโอติกอาจทำให้ความทรงจำบางรูปแบบแย่ลงได้ รวมถึงยาบางอย่างก็มีผลต่อความทรงจำ โดยพบว่ายาปฏิชีวนะที่ใช้ฆ่าเชื้อโรคอาจเป็นสาเหตุทำให้ร่างกายของหนูทดลอง
“เสียสมดุล” ของแบคทีเรียดีและร้ายในทางเดินอาหาร จนส่งผลให้ความจำที่เกี่ยวข้องกับวัตถุเสียหาย แต่กลับไม่ส่งผลกระทบกับความทรงจำเกี่ยวกับสถานที่หรือพื้นที่ ๓ มิติ
เรื่องนี้น่าประหลาดใจว่าผลกระทบละเอียดอ่อนมากและกระทบแค่ความทรงจำบางรูปแบบเท่านั้น ปรากฏการณ์เช่นนี้อาจขึ้นกับประเภทของแบคทีเรียก็เป็นได้ ยังไม่นับว่าสภาพของไมโครไบโอมเดิมของหนูและอาหารที่พวกมันกินก็อาจส่งผลได้เช่นกัน
มีการทดลองหนึ่งที่ให้หนูกินอาหารไขมันสูงจนทำให้สมดุลแบคทีเรียเสียหาย จากนั้นจึงให้กินโพรไบโอติก ผลลัพธ์ก็คือโพรไบโอติกช่วยเพิ่มประสิทธิภาพความทรงจำบางรูปแบบได้
ส่วนข้อมูลในมนุษย์ระบุว่ามีอาหารหลากหลายที่ช่วยให้ไมโครไบโอมมีสุขภาพดี แต่สรุปโดยรวมได้ว่าการกินไฟเบอร์เพื่อทำหน้าที่เป็น “พรีไบโอติก” มากขึ้นและลดอาหารที่ผ่านกระบวนการผลิตต่าง ๆ ให้น้อยลง ช่วยส่งผลดีต่อสุขภาพได้
อย่างไรก็ตามยังจำเป็นต้องตรวจสอบชนิดของเชื้อแบคทีเรียและจังหวะเวลาที่ควรได้รับเชื้อดีว่าเกี่ยวข้องโดยตรงกับเรื่องความจำมากน้อยเพียงใด รวมถึงอาหารส่งผลผ่านปฏิสัมพันธ์รูปแบบใดในร่างกายกันแน่
ขยับต่อจากเรื่องความทรงจำมาดูเรื่องการเรียนรู้และสมาธิกัน
มีการทดลองให้หนูกินเชื้อแบคทีเรียกลุ่มที่พบได้บ่อยในทางเดินอาหารติดต่อกันนาน ๑๑ สัปดาห์ ปรากฏว่าหนูแสดงท่าทีเหมือนเรียนรู้เรื่องต่าง ๆ ดีขึ้น มีการทดลองปรับเปลี่ยนชนิดของแบคทีเรียด้วย ทำให้รู้ว่ามีความจำเพาะเจาะจงของชนิดแบคทีเรียกับความสามารถที่เพิ่มขึ้นนี้ โดยหนูที่ได้รับ Bif idobacterium longum จะเห็นผลดีมากสุด เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับแบคทีเรียเพิ่มเติม
ส่วนหนูที่ได้รับแบคทีเรียชนิดอื่นก็แสดงความสามารถลดหลั่นกันไป
อีกการทดลองหนึ่งให้กลุ่มหนูทดลองกินอาหารที่มีไขมันและน้ำตาลปริมาณมาก ผลคือเกิดการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรียก่อโรค ซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการคิดย่ำแย่ลงเมื่อเทียบกับหนูกลุ่มควบคุมที่ได้รับอาหารสูตรมาตรฐาน
มีการศึกษาที่ขยับมาทำในคน ทำให้รู้ว่าคนที่ได้รับโพรไบโอติกเสริมติดต่อกันนาน ๔ สัปดาห์ มีปฏิกิริยาตอบสนองต่ออารมณ์เศร้าลดลงอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเทียบกับคนในกลุ่มควบคุมที่ไม่ได้รับโพรไบโอติกเพิ่ม หลักของกลไกเช่นนี้คืออาหารที่มีประโยชน์ช่วยลดอาการครุ่นคิดหมกมุ่นซ้ำซากอยู่กับอารมณ์เศร้าหรืออารมณ์โกรธ ถือเป็นหลักฐานชิ้นแรก ๆ
ที่โยงความสัมพันธ์ระหว่างชนิดของแบคทีเรียที่มีประโยชน์กับผลกระทบด้านอารมณ์ความรู้สึกผ่านการทำงานของสมอง
การค้นพบปรากฏการณ์นี้เป็นผลงานวิจัยจากทีมของมหาวิทยาลัยคอลเลจคอร์ก ประเทศไอร์แลนด์
งานวิจัยในมนุษย์อีกชิ้นหนึ่งซึ่งทำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด ให้อาสาสมัครกินพรีไบโอติกทุกวันติดต่อกัน ๓ สัปดาห์ ผลพบว่ามีอาการหลุกหลิกหวั่นไหวไปตามตัวกระตุ้นต่าง ๆ น้อยลง พอตรวจฮอร์โมนดูก็พบว่ามีระดับคอร์ติซอลลดลงอย่างเห็นได้ชัด
คอร์ติซอลมีหน้าที่กว้างขวางตั้งแต่ตอบสนองต่อความเครียด ปรับระดับน้ำตาลในเลือด และควบคุมความดันที่สำคัญคือกระตุ้นให้ตื่นตัว อีกทั้งให้พลังงานในยามที่ตกอยู่ในอันตราย
แต่การตีความผลการทดลองพวกนี้ต้องระมัดระวัง
ยกตัวอย่าง เคยมีการทดลองหนึ่งให้อาสาสมัครกินโพรไบโอติก Lactobacillus rhamnosus แล้วตรวจสอบความสามารถในการคิดวิเคราะห์ ปรากฏว่าผลลัพธ์ที่ได้ไม่แตกต่างจากกลุ่มควบคุมที่กินพลาซีโบ (placebo)
พลาซีโบก็คือ “ยาหลอก” เช่น ให้กินแป้งอัดเม็ด แต่ผู้ป่วยคิดว่าเป็นยาจริง ซึ่งในบางกรณีร่างกายอาจตอบสนองราวกับได้รับ “ยาจริง” ส่วนใหญ่ในกรณีเช่นนี้มักเป็นอาการเจ็บป่วยทางจิตใจหรืออารมณ์มากกว่าทางร่างกายจริง ๆ หรือหากเป็นการเจ็บป่วยทางกายก็เป็นผลกระทบทางอ้อมจากการเจ็บป่วยทางใจ
การจำแนกแยกแยะและระบุชนิดของ “แบคทีเรียดี” รวมถึงผลกระทบในทางดีที่ได้ จึงไม่ง่ายและตรงไปตรงมาเสมอไป อาจต้องทดลองและเก็บข้อมูลกันอีกมาก
แต่สิ่งที่น่าจะสรุปได้โดยไม่ผิดก็คือ เริ่มมีผลการทดลองที่ยืนยันว่า ไมโครไบโอมอาจส่งผลต่อความทรงจำและการเรียนรู้ในทางใดทางหนึ่งได้จริง
ผลการศึกษาเรื่องทำนองนี้ในอนาคตคงจะยิ่งน่าตื่นเต้น เพราะเครื่องมือ วิธีการศึกษาและตรวจวัด รวมถึงแนวคิดการทดลอง น่าจะยิ่งซับซ้อนและลึกซึ้งมากยิ่งขึ้นไปอีก ผลลัพธ์ก็น่าจะยิ่งชัดเจนมากขึ้นไปด้วยเช่นกัน