據(jù)Dohnalová L 2022 年12 月14 日[Nature，2022，612（7941）：739-747.]報(bào)道，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院微生物學(xué)研究人員在小鼠中發(fā)現(xiàn)某些類(lèi)型的腸道細(xì)菌激活了腸道中的神經(jīng)，從而促進(jìn)了運(yùn)動(dòng)的欲望。 他們揭示了這種腸道到大腦的途徑，有助于解釋為什么一些腸道細(xì)菌能促進(jìn)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。

研究人員利用實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)在一大群實(shí)驗(yàn)室小鼠中，跑步表現(xiàn)的差異主要?dú)w因于表現(xiàn)較好的小鼠中存在某些腸道細(xì)菌物種。 進(jìn)一步追溯到這些腸道細(xì)菌產(chǎn)生的代謝物的小分子刺激了腸道中的感覺(jué)神經(jīng)，從而增強(qiáng)了運(yùn)動(dòng)時(shí)控制動(dòng)機(jī)的大腦區(qū)域的活動(dòng)。

研究人員對(duì)此開(kāi)展了這項(xiàng)研究，以廣泛尋找決定運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的因素。 首先記錄了遺傳多樣化小鼠的基因組序列、腸道細(xì)菌種類(lèi)、血液中的代謝物及其他數(shù)據(jù)。 其次測(cè)量了它們每天自主在轉(zhuǎn)輪上跑步的數(shù)量，以及它們的耐力。 研究人員使用機(jī)器學(xué)習(xí)分析了這些數(shù)據(jù)，尋找能夠最好地解釋這些小鼠在跑步性能方面的巨大個(gè)體間差異的屬性。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，遺傳學(xué)似乎只占這些性能差異的一小部分，而腸道細(xì)菌種群的差異似乎更為重要。 因?yàn)樗麄冇^察到，給小鼠服用廣譜抗生素來(lái)清除它們的腸道細(xì)菌，會(huì)使它們的跑步表現(xiàn)減少一半左右。 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的研究觀察， 研究人員發(fā)現(xiàn)兩種與更好的跑步表現(xiàn)密切相關(guān)的細(xì)菌物種——直腸真桿菌（Eubacterium rectale）和規(guī)則糞球菌（Coprococcus eutactus），這兩種細(xì)菌產(chǎn)生稱為脂肪酸酰胺（fatty acid amide，F(xiàn)AA）的代謝物。 FAA 會(huì)刺激埋藏在腸道內(nèi)的感覺(jué)神經(jīng)表面上稱為CB1 內(nèi)大麻素受體的受體，而這些感覺(jué)神經(jīng)通過(guò)脊柱連接到大腦。 在運(yùn)動(dòng)時(shí)，刺激這些布滿CB1 受體的感覺(jué)神經(jīng)導(dǎo)致一個(gè)叫做腹側(cè)紋狀體（ventral striatum）的大腦區(qū)域中的神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺水平增加。腹側(cè)紋狀體是大腦獎(jiǎng)勵(lì)和動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。 最后得出結(jié)論，運(yùn)動(dòng)期間該大腦區(qū)域的額外多巴胺通過(guò)加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)的欲望而提高了表現(xiàn)。

研究人員推測(cè)， 這種腸道到大腦的動(dòng)機(jī)途徑可能已經(jīng)進(jìn)化到將營(yíng)養(yǎng)物可用性和腸道細(xì)菌群體的狀態(tài)與從事長(zhǎng)時(shí)間體育活動(dòng)的準(zhǔn)備情況聯(lián)系起來(lái)。 這一研究方向可以發(fā)展成為一個(gè)全新的運(yùn)動(dòng)生理學(xué)分支。