相信很多宝妈们在给宝宝擦屁屁时，顺便会看一眼宝宝的便便，看看的它的形状、颜色，以判断宝宝是否健康。
最近，由北卡罗来纳大学教堂山分校开展的一项研究表明，婴儿1岁时便便中的微生物，还与2岁时的认知有关呢！具有某一特定细菌群落的婴儿，在2岁时的认知测试中会表现得更好！相关的研究结果刊登在精神病学顶级期刊，《生物精神病学》杂志上[1]。
该研究的通讯作者，Rebecca Knickmeyer ，兴奋地说道“这是第一次发现肠道微生物群落与人类认知发展之间具有联系！”[2]
Rebecca Knickmeyer副教授
肠道微生物与大脑之间的联系已经毋庸置疑了，科学家们也总结出了数条肠脑交流的途径，或是通过迷走神经，或是通过血液循环，或是通过免疫系统[3]。总之，条条大路通罗马！
然而，肠脑交流的联系是何时建立起来的？目前，还没有那项研究能回答这个问题。
科学家们已经知道，人类出生的第一年，是肠道微生物定植的关键时期。婴儿从母亲产道或经剖宫产后，碱性厌氧的肠杆菌就成功定植在婴儿的肠道中，成为婴儿肠道中的主导菌群。
之后，伴随母乳喂养或配方奶喂养、以及添加辅食等，婴儿的肠道菌群种类变得越来越丰富，占主导地位的菌群也会发生动态变化。到2岁时，婴儿的肠道微生物群落逐渐趋向于成人的肠道微生物群落，变得更加多样化、更适应环境的变化[4]。
0-2周岁婴儿肠道微生物种类的动态变化图：不同颜色代表不同种类的微生物，同一柱状图的颜色种类越多代表微生物的种类越多
与此同时，1到2岁也是儿童脑部发育最具活力和最关键的时期。这一时期，婴儿的脑部体积迅速增加，到2岁时，大脑的体积可达到成人脑体积的80%-90%！[5]
其中，与认知有关的大脑灰质增加量可达149%，与运动相关的小脑增加量更是高达240%。脑部的这些变化为婴儿的认知和运动提供了结构基础。不过，这一时期，脑部发育如果出现异常，也会导致儿童出现自闭症、精神分裂症等精神疾病[6]。
那么，婴儿的肠道微生物与婴儿的认知发展之间，是不是也存在某些联系呢？为了验证这个想法，Knickmeyer副教授就带领团队开展了相关的研究。
他们跟踪调查了89名健康婴儿，采集了他们在1岁时的粪便样本；利用结构核磁共振成像（sMRI）评估了这些婴儿在1岁及2岁时的大脑结构；还利用马伦早期学习量表（Mullen Scales of Early Learning），从大动作、精细动作、视觉感知、语言表达和语言接受能力等共5个方面，评估了这些婴儿在1岁及2岁时的认知能力。
首先，研究人员对这些婴儿的粪便样本进行了测序分析。就像每个人都有一种血型一样，根据肠道微生物之间的差异，这些婴儿可分成三组：C1组有相对较多的普氏菌（Faecalibacterium），C2组有相对较多的拟杆菌（Bacteroides）,C3组有相对较多的瘤胃球菌（Ruminococcaceae）。这3组中，C1组的微生物种类最多，C3组次之，C2组最少。
不同的3个微生物群落，中间灰色实心圆圈代表占主导地位的细菌
之后，研究人员对婴儿脑部的sMRI图像进行了分析。他们发现婴儿在1岁时，与视觉感知有关的脑部区域体积，在3个组别中是有差别的，其中C2组婴儿的最大；2岁时与运动有关的脑部区域体积也有差别，C2组婴儿的最小。其他脑区并无差别。
接下来，研究人员又对这3组婴儿的认知测试结果进行了分析。他们发现1岁时的婴儿认知与肠道微生物群落之间并没有相关性。这可能跟此时婴儿认知发育的速度有关，也可能是由于此时的测试高度依赖婴儿父母，导致出现了偏差。
但2岁时的婴儿认知却表现出很大的不同：C2组的婴儿，认知得分最高（92分）；C1组的婴儿，认知得分最低（72分）。当然，这些婴儿的认知测试结果均在正常范围之内。
不同微生物群落的婴儿认知得分结果
这让研究人员很吃惊！因为C2组的微生物的种类更少，理论上推测，认知能力应该更低才对。毕竟，之前的研究表明，婴儿期的肠道微生物种类较少与不良的健康状况（如1型糖尿病和哮喘）有关[7，8]。
为什么会出现这样的结果呢？研究人员又采用宏基因组学的方法，对这3组的微生物的代谢功能进行了预测分析。
原来，C2组肠道微生物中，与叶酸、生物素代谢有关的基因增加了，而与细菌致病性（如细菌的趋化性、细菌的运动）相关的基因减少了。这就解释了为何C2组婴儿的认知能力会更高了，因为叶酸是神经发育中重要的代谢物[9]，而肠道微生物的致病性降低对神经系统的发育也是有好处的。
如此看来，认知能力的“最佳”肠道微生物组合可能与其他健康状况的“最佳”肠道微生物组合不同。
然而，“肠道菌群是否真的与发育中的大脑进行沟通吗？” Knickmeyer副教授也提出了疑问。她表示“这是我们现在正在开展的工作，我们正在寻找可能涉及到的信号通路。”[2]
虽然，当前的这些发现只是初步的，但研究人员认为早期干预肠道微生物群落的发展，可能是优化儿童认知发展或减少自闭症风险的关键。