图  感染了僵尸真菌的蚂蚁

[摘]细菌是如何劫持大脑的

袁越/文

　　两军交战，最聪明的一定是那个打入敌人内部的间谍，他既要在敌营中站稳脚跟，又要在关键的时候把情报送出去，难度相当大。同样，寄生虫也必须非常聪明才行，它以宿主为食，所以必须让主人好好活着，但到了繁殖期，它就必须想办法让自己的后代找到下一个宿主，否则就得和宿主同归于尽了。

　　寄生虫在寻找下一个宿主这方面的想象力非常丰富，可谓八仙过海，各显神通。比如，疟原虫入侵人体后，会让受害者四肢酸懒，不爱动弹，这是为了方便疟蚊叮咬，再去传染下一个受害者。流感病毒入侵人体后会让受害者不停地打喷嚏，因为这样一来病毒就可以附着在飞沫上扩散到空气中了。

　　上面这两个案例都是寄生虫通过改变宿主行为来实现繁殖的目的，生病只是这种改变的一个副产品而已。还有一类寄生虫更高级，它们劫持了宿主的大脑，指挥宿主做出有利于它们的决定。这方面一个广为人知的案例是弓形虫（Toxoplasma gondii），它的生命周期需要老鼠和猫共同参与，所以它想办法控制了老鼠的大脑，使之变得不再怕猫，于是感染了弓形虫的老鼠被猫吃掉的可能性就变大了。弓形虫通过这种“残酷”的方式进入猫的身体，完成了繁殖后代的使命。

　　这一过程看似很神秘，其实并不复杂。科学家经过多年的研究，已经弄清了整个过程的所有细节。原来，弓形虫提高了老鼠大脑中杏仁核部位的多巴胺水平，正常情况下这个部位的功能是让老鼠产生恐惧感，这对于老鼠来说是能够保命的。但是当这个部位的多巴胺水平上升后，原来的恐惧感就变成了愉悦感，于是老鼠在发现猫的踪迹后感到的不是恐惧，而是开心！可想而知，这样的老鼠会是怎样一个下场。

　　今年3月2日出版的《公共科学图书馆·综合》（PLoS ONE）杂志刊登了一篇由巴西和美国科学家合写的论文，为我们描述了一个更加恐怖的故事。在巴西的热带雨林里生活着一种僵尸真菌（Ophiocordyceps unilateralis），它们分为4个不同的种群，分别以4种不同的蚂蚁为宿主。它们在侵入蚂蚁的身体后会让蚂蚁的肌肉变弱，但不会立刻杀死蚂蚁，而是保证蚂蚁们能够正常地吃饭睡觉。等到僵尸真菌性成熟之后，它们便用一种神秘的方式接管了蚂蚁的大脑，蚂蚁就像鬼魂附体的僵尸一般，爬到蚂蚁交配的地方，找一棵草爬上去，把身子倒挂在叶子的背面，用自己的爪子紧紧地抓住叶子，一动不动。当这一切都做完后，僵尸真菌便吃掉蚂蚁的大脑，并从脑壳中爬出来，把孢子喷洒下去，粘在叶子下面那些正在交配的蚂蚁身上。

　　怎么样，僵尸真菌很聪明吧？其实呢，真菌没有大脑，设计不出如此复杂的桥段，这完全是一种本能行为，是多年进化的结果。科学家们之所以花费这么多时间和精力研究它们，就是为了借用它们的力量劫持昆虫的大脑，从而达到控制害虫的目的。这可比农药什么的好用多了，既高效又安全。

　　那么，人类的寄生虫是否有能力控制我们的大脑呢？答案似乎是肯定的。今年8月29日出版的《美国国家科学院院报》（PNAS）上就刊登了一篇由爱尔兰和加拿大科学家合写的论文，发现一种肠道细菌能够操纵小鼠的大脑，改变小鼠的心情。

　　这种细菌学名叫做鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus），是哺乳动物肠道共生菌群的一名重要成员。早有大量研究表明，哺乳动物的肠道和大脑之间有一条直达的双向通道，双方一直保持着密切的联系，科学家称其为肠－脑轴（Gut-Brain Axis）。后来科学家们又发现，肠道中的共生菌群也对这个中轴线有贡献，三者一直在互相影响，所以把肠道菌群也包括进来，称其为菌－肠－脑轴（Microbiome-Gut-Brain Axis）。

　　但是，这个中轴线的具体细节一直没有搞清楚。于是，科学家们用健康小鼠做实验，每天喂以一定剂量的鼠李糖乳杆菌，然后观察它们的行为，和对照组相比较。然后再对小鼠进行解剖研究，分析到底是哪个神经递质或者受体发生了变化。

　　结果表明，喂了鼠李糖乳杆菌的小鼠明显比对照组少了很多焦虑和忧郁症状，显得更加健康活泼。进一步分析表明，鼠李糖乳杆菌能够直接作用于一种神经递质——γ-氨基丁酸（GABA）的受体，影响其表达，并通过这种方式改变小鼠的心理状态。

　　虽然这只是用小鼠做的研究，但研究人员相信这个结果有助于帮助科学家们开发出一种基于肠道寄生菌的心理治疗药物，帮助焦虑症和抑郁症患者尽早摆脱病魔。

选自648期《三联生活周刊》