Aberrant anterior insular functional connectivity patterns and intestinal microbiota differences in mild traumatic brain injury patients accompanied by cognitive impairment

إن الدماغ البشري ليس مركز قيادة معزولاً؛ بل هو في حالة حوار مستمر وصامت مع بقية الجسم. أحد أكثر خطوط التواصل نشاطاً يمتد بين الدماغ والأمعاء، وهي منظومة بيئية شاسعة من البكتيريا التي تعيش داخل أمعائنا. لقد عرف العلماء منذ زمن طويل أن هؤلاء السكان المجهريين يفعلون ما هو أكثر من مجرد هضم الطعام؛ فهم ينتجون مواد كيميائية يمكن أن تؤثر على المزاج، والتوتر، وطريقة تفكيرنا. وفي الوقت نفسه، يمتلك الدماغ نظام توصيل داخلي خاص به، وهو شبكة من الروابط التي تسمح للمناطق المختلفة بتبادل المعلومات. وعندما يتعرض الشخص لضربة خفيفة على الرأس، تُعرف بإصابة دماغية رضية خفيفة، يمكن لكلتا المنظومتين أن تفتردا عن توازنهما. فقد تؤدي الإصابة إلى تعطيل الإشارات الداخلية للدماغ، وقد تؤدي أيضاً إلى إرباك المجتمع الدقيق من البكتيريا في الأمعاء. والسؤال الذي يطرحه الباحثون الآن هو ما إذا كان هذان الاضطرابان مرتبطين، وما إذا كانت التغيرات في بكتيريا الأمعاء قد تساعد في تفسير سبب معاناة بعض الأشخاص من مشاكل في الذاكرة أو المزاج بعد حادث بدا بسيطاً.

لقد شرع فريق من الباحثين في استقصاء هذا الارتباط من خلال دراسة مجموعة من الأشخاص الذين تعرضوا مؤخراً لإصابة دماغية رضية خفيفة. حيث استعانوا بستة وعشرين مريضاً تعرضوا لحوادث، أو سقطات، أو اعتداءات، لكنهم لم يفقدوا الوعي لفترة طويلة ولم تظهر عليهم علامات نزيف حاد أو كسور في الفحوصات القياسية. ولفهم ما يحدث بداخلهم، جمع الباحثون مجموعة واسعة من البيانات؛ فقد طلبوا من المرضى أداء مهام ذهنية صُممت لقياس مدى سرعة معالجتهم للمعلومات، ومدى قدرتهم على الاحتفاظ بالأرقام في أذهانهم، ومدى طلاقتهم في استخدام الكلمات. كما طلبوا منهم ملء استبيانات حول نومهم، وتعبهم، ومشاعر الحزن أو القلق لديهم. وإلى جانب هذه الفحوصات الذهنية، خضع المرضى لفحص متخصص للدماغ يقيس كيفية تواصل أجزاء الدماغ المختلفة مع بعضها البعض بينما كانوا في حالة راحة هادئة وأعينهم مغلقة. وأخيراً، جمع الباحثون عينات براز من المرضى لتسلسل جينات البكتيريا التي تعيش في أمعائهم، مما أوجد خارطة تفصيلية للميكروبيوم المعوي لديهم.

وعندما قارن الباحثون المرضى بمجموعة من الأصحاء من نفس العمر والخلفية، ظهرت فروق واضحة. فقد أظهر المرضى علامات على الصراع الإدراكي، حيث سجلوا درجات أقل في اختبارات الذاكرة العاملة وسرعة معالجة الرموز. كما أبلغوا عن مستويات أعلى بكثير من أعراض ما بعد الارتجاج، والقلق، ومشاكل النوم. وبالنظر إلى فحوصات الدماغ، وجد الفريق أن خطوط التواصل بين مناطق محددة كانت أضعف لدى المرضى المصابين. وبشكل خاص، تبين أن منطقة صغيرة في مقدمة الدماغ تسمى "القشرة الجزيرية الأمامية" (anterior insula)، والتي تساعدنا على ملاحظة التغييرات الهامة في أجسامنا وبيئتنا، كانت ترسل إشارات أقل إلى مناطق رئيسية أخرى، بما في ذلك أجزاء الدماغ المسؤولة عن التخطيط والعاطفة. ولم يكن هذا الخلل في التواصل عشوائياً؛ بل بدا مرتبطاً بشكل مباشر بحالة بكتيريا الأمعاء لدى المرضى.

وقد كشف تحليل عينات الأمعاء أن التكوين البكتيري للمرضى المصابين قد تغير؛ حيث كانت أنواع معينة من البكتيريا التي عادة ما تكون مفيدة أقل شيوعاً، بينما زادت أنواع أخرى. والأهم من ذلك، وجد الباحثون أن المستويات المنخفضة من مجموعة معينة من البكتيريا تسمى "بريفوتيلا" (Prevotella) كانت مرتبطة بضعف الروابط الدماغية وارتفاع درجات الاكتئاب. وفي المشاركين الأصحاء، كانت هذه البكتيريا أكثر وفرة، وكانت شبكاتهم الدماغية تعمل بسلاسة أكبر. كما لاحظت الدراسة ارتفاعاً غير متوقع في نوعين آخرين من البكتيريا، وهما "بيفيدوباكتيريوم" (Bifidobacterium) و"لاكتوباسيلوس" (Lactobacillus)، واللذان غالباً ما يُباعان كمكملات مفيدة. ومع ذلك، في هذا السياء، بدا أن زيادتهما مرتبطة بتلف الدماغ والصعوبات الإدراكية، مما يشير إلى أن حتى البكتيريا التي تُعتبر جيدة يمكن أن تسلك سلوكاً مختلفاً عندما يكون الجسم تحت وطأة ضغط الإصابة.

لم يدّعِ الباحثون أنهم توصلوا إلى علاج نهائي أو سلسلة بسيطة من السبب والنتيجة، لكنهم كشفوا عن نمط قوي. وتشير البيانات إلى أنه بعد إصابة الرأس الخفيفة، قد يتغير كل من الأمعاء والدماغ معاً بطريقة تزيد من حدة الأعراض. فالتراجع في بكتيريا "بريفوتيلا" وضعف الإشارات الداخلية للدماغ بدوا وكأنهما يعملان جنباً إلى جنب، مما قد يساهم في الشعور بالحزن والضبابية الذهنية التي يعاني منها بعض المرضى. ورغم أن الدراسة كانت صغيرة جداً لإثبات أن إصلاح بكتيريا الأمعاء سيؤدي فوراً إلى شفاء الدماغ، إلا أنها تفتح اتجاهاً جديداً لفهم هذه الإصابات. فهي تشير إلى إمكانية أن ينظر الأطباء في المستقبل إلى صحة أمعاء المريض جنباً إلى جنب مع فحوصات الدماغ لتوقع من هم الأكثر عرضة للإصابة باضطرابات المزاج طويلة الأمد، وربما استخدام أنواع محددة من "البروبيوتيك" يوماً ما لاستعادة التوازن في كل من الأمعاء والعقل.