肠道微生物组对大脑活动和复杂行为具有深远影响。在自然环境和实验室环境中对多种动物物种的研究已确定了介导肠-脑相互作用的生物学机制。
最近发表在Nature Reviews上的一篇综述《The gut microbiome shapes social behaviour across animal species》系统梳理了肠道微生物组在不同动物物种和生命阶段塑造社交行为的证据，提出菌群与社交性之间存在相互强化的闭环；其机制涉及影响伸进发育、免疫和情绪调节.
本综述详细介绍了近期文献揭示的微生物组对早期神经发育、免疫调节、应激反应以及影响社会行为的微生物介导代谢的作用。研究微生物组影响社会行为的细胞和分子通路的研究已涉及介导动物行为关键方面的脑区和环路，包括 bonding（联结）、交配、防御、攻击和社会学习。利用社会缺陷的动物模型进行的肠道微生物组-脑研究、野外的生态学研究，以及对伴有社会行为受损的人类疾病的研究，可能为改善个体和社会群体的生活质量提供新的、自然的途径。
肠脑轴：一条双向高速公路
肠道和大脑之间通过神经、内分泌和免疫途径形成复杂的双向通讯网络，这就是所谓的“肠脑轴”。而肠道微生物作为这一系统的关键调节者，能够产生神经活性物质，影响宿主的行为和生理功能。
研究发现，某些肠道细菌可以产生γ-氨基丁酸（GABA）、血清素、多巴胺等神经递质的前体或类似物，这些物质通过血液循环或迷走神经直接作用于大脑，改变动物的行为模式。
跨物种证据：从昆虫到哺乳动物
果蝇：微生物决定交配偏好
在果蝇模型中，研究人员发现肠道微生物组成影响个体的交配选择。无菌果蝇或抗生素处理的果蝇表现出异常的社交行为，而重新定植特定菌株后，这些行为可部分恢复。
斑马鱼：微生物影响群聚行为
斑马鱼研究表明，肠道微生物通过调节脑内基因表达影响鱼的群聚行为。缺乏正常肠道菌群的斑马鱼更倾向于独自游动，表现出社交回避行为。
小鼠：微生物塑造社会互动
最有力的证据来自小鼠研究。无菌小鼠表现出明显的社交缺陷，对新同伴的兴趣显著降低。当移植正常小鼠的肠道微生物后，这些行为缺陷得到改善。更有趣的是，将自闭症模型小鼠的肠道微生物移植给正常小鼠，会导致后者出现类似的社交障碍。
野外动物：动物的社会互动是微生物传播的关键途径，野外灵长类等多种动物中，社交网络强度比亲缘或饮食更能预测肠道菌群相似性；社交接触可提高菌群多样性、促进群体气味识别并帮助抵御病原体。
人类：相关性与复杂性
孕期菌群及其代谢物可影响胎儿脑发育，分娩和喂养方式塑造婴儿菌群，成年后社交网络和共同居住也深刻影响菌群组成，菌群失调与ASD、精神分裂症及焦虑抑郁等伴随社交障碍的疾病密切相关。
虽然人类研究多为相关性，但多项研究显示自闭症谱系障碍患者的肠道微生物组成与神经典型发育个体存在显著差异。部分临床试验表明，益生菌或粪菌移植可能改善某些神经发育障碍的症状。
作用机制：微生物如何“遥控”大脑？
1、神经活性代谢产物
肠道微生物产生的短链脂肪酸（如丁酸）、色氨酸代谢物和多种神经递质前体可直接或间接影响大脑功能。例如，约90%的血清素（一种与情绪和社交相关的神经递质）是在肠道中产生的，其合成过程高度依赖于肠道菌群。
2、免疫系统调节
肠道微生物训练和调节免疫系统，影响细胞因子水平。这些免疫分子可以穿过血脑屏障或通过神经信号影响大脑，改变神经炎症状态和行为表现。
3、迷走神经通路
作为连接肠道和大脑的最直接神经通路，迷走神经传递着微生物产生的信号。切断迷走神经后，许多微生物对行为的影响消失，证明了这一通路的关键作用。
进化视角：为什么微生物会影响行为？
从进化生物学角度看，微生物与宿主行为的相互作用可能是长期共进化的结果。微生物可能“操纵”宿主行为以促进自身传播，例如通过增加宿主社交互动来扩大菌群传播机会。同时，宿主也可能利用微生物来优化社会行为，提高群体适应性。
临床意义与未来方向
这一领域的研究为神经精神疾病治疗提供了全新思路。针对肠道微生物的干预措施，如特定益生菌、益生元、饮食调整甚至粪菌移植，可能成为自闭症、抑郁症、焦虑症等疾病的新型辅助治疗手段。
然而，研究人员也强调，目前大多数证据仍来自动物模型，人类研究需要更加谨慎。微生物-肠-脑轴是一个高度复杂的系统，个体差异、环境因素和遗传背景都会影响最终结果。
肠道微生物塑造动物社交行为的研究正在改写我们对行为生物学的理解。这些微小生命体，竟然在如此基础的层面上影响着我们的社交互动，未来有望更精确地解析特定微生物与行为之间的因果关系，并开发出基于微生物的精准干预策略，为改善神经精神健康开辟全新途径。
参考文献：
Griffiths, J.A., Nirmalkar, K., Wu, WL. et al. The gut microbiome shapes social behaviour across animal species. Nat Rev Microbiol (2025). https://doi.org/10.1038/s41579-025-01262-y
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