Malgré un soutien important pour les relations entre le microbiome intestinal et le cerveau («l'axe microbiote-intestin-cerveau») chez les humains et les rongeurs, on en sait peu sur ces relations chez les autres animaux, laissant des questions sur la généralité de ce système.
Pour combler ces lacunes dans les connaissances, des chercheurs du Charles E. Schmidt College of Science de la Florida Atlantic University et du Harbour Branch Oceanographic Institute, en collaboration avec l'Université Cornell, ont étudié la relation entre la cognition et le microbiome intestinal des pinsons zèbres captifs (Taeniopygia guttata).
Les oiseaux chanteurs offrent l'occasion de tester un axe microbiote-intestin-cerveau en raison des progrès récents dans la compréhension de la cognition aviaire.
Dans une population de 38 pinsons zèbres, les chercheurs ont quantifié les performances des tâches cognitives mesurant l'apprentissage et la mémoire. Pour l'étude, ils ont échantillonné le microbiome intestinal à l'aide d'un écouvillon cloacal et ont quantifié la diversité bactérienne alpha et bêta. Le microbiome cloacal du pinson zèbre est représentatif de celui de son gros intestin.
Résultats de l'étude, publiés dans le journal de la Royal Society Lettres de biologie, ont montré que les caractéristiques du microbiome intestinal des pinsons zèbres captifs étaient liées à la performance d'un test cognitif où ils ont appris une nouvelle technique de recherche de nourriture.
Les chercheurs ont également identifié des bactéries potentiellement critiques qui étaient relativement plus abondantes chez les oiseaux qui ont obtenu de meilleurs résultats dans ce test. Cette corrélation fournit l'une des premières preuves d'une relation entre le microbiome intestinal d'un oiseau et son cerveau.
Le microbiome intestinal d'un animal peut avoir de vastes effets sur la santé, les performances cognitives et le comportement, en forgeant l'axe microbiote-intestin-cerveau du cadre conceptuel Le microbiome intestinal peut affecter directement le cerveau en libérant des neurotransmetteurs et des précurseurs qui stimulent le nerf vague et indirectement. en influençant le système immunitaire. Les caractéristiques du microbiome intestinal ont été liées chez les rongeurs et les humains à l'apprentissage, à la mémoire et à la santé mentale. «
Morgan C. Slevin, responsable de l'étude et auteur correspondant, Florida Atlantic University
Slevin est également un Ph.D. FAU. étudiant en biologie intégrative et neurosciences.
Pour évaluer les performances cognitives, les chercheurs ont testé les diamants mandarins à l'aide de trois tâches mesurant l'apprentissage et la mémoire: une nouvelle recherche de nourriture, l'association des couleurs et l'inversion des couleurs. Chaque oiseau a été testé individuellement (isolé visuellement mais pas acoustiquement des autres sujets) et les chercheurs ont vu et noté les essais à distance via vidéo.
Les résultats ont montré qu'Helicobacter, responsable de nombreuses maladies intestinales, y compris les ulcères, et Gallibacterium, avec de nombreuses espèces hémolytiques trouvées chez les oiseaux, y compris la volaille, étaient généralement plus abondants chez les oiseaux qui avaient de mauvais résultats.
« Bien que nous n'ayons pas identifié de taxons bénéfiques responsables des différences entre les catégories de performances, nous suggérons que Helicobacter et Gallibacterium pourraient signaler un déséquilibre microbiologique ou une mauvaise adaptation chez les oiseaux à faible performance », a déclaré Rindy C. Anderson, Ph.D., auteur principal, professeur adjoint des sciences biologiques au Charles E. Schmidt College of Science de la FAU, et membre du Brain Institute de la FAU.
«Cette découverte soulève la question:« Des taxons spécifiques influencent-ils les performances cognitives? Ou est-ce que le microbiome intestinal d'un oiseau chanteur est simplement un indicateur de la qualité de l'hôte et donc corrélé à la capacité cognitive? La recherche pourrait répondre à ces questions en décrivant la fonctionnalité des principaux membres du microbiome pour plus d'espèces d'oiseaux et en testant comment des traitements pré- et probiotiques spécifiques affectent la capacité cognitive. «
Les chercheurs notent qu'une autre possibilité intéressante est que les caractéristiques du microbiome ont plus d'impact sur certains processus cognitifs que d'autres en fonction du sexe, tels que l'apprentissage moteur et la mémoire à court terme (nouvelle recherche de nourriture) par rapport à la mémoire associative à long terme (association de couleurs) et à la flexibilité (couleur renversement).
Ces études seront cruciales pour comprendre comment le microbiome affecte le cerveau et la santé globale des animaux sauvages et captifs.
La source:
Université Florida Atlantic
Référence du journal:
Slevin, M. C., et al. Preuve en faveur de l'axe microbiote-intestin-cerveau chez un oiseau chanteur. Lettres de biologie. doi.org/10.1098/rsbl.2020.0430.