文／楊慧莉

人類是否有自由意志，可以做自己生命的主宰？這樣的疑問在哲學領域裡，尚未有確切定論。不過，同樣的問題到了麥考利夫的生物學探究裡，有了新解。原來，生命的主宰可能另有他類……

顛覆認知
探索腸道菌開啟新發現

凱瑟琳‧麥考利夫（Kathleen McAuliffe）是生物學家，也是得獎的科學記者，在許多主流媒體發表科學性文章，如《紐約時報》、《發現雜誌》。她以一篇二○一二年刊登於《大西洋》雜誌的報導而爆紅。在報導中，她講述了一隻小寄生蟲如何侵入腦袋，觸發一些微妙的化學反應，迫使宿主產生怪異行徑。這篇報導啟發她於二○一六年出版《寄生大腦：病毒、細菌、寄生蟲如何影響人類行為與社會》，同時也激起她對腸道菌研究的興趣。腸道菌，就跟寄生蟲一樣，可以影響宿主的思想、感受和行為。

生涯選擇之緣由

目前除了在邁阿密大學有主題課程教授，麥考利夫主要專注於科學性的報導寫作。她從事科學報導寫作有二十年之久。這跟她的家族淵源有關。原來，她來自一個有天分的家族，「有人專精藝術，有人是科學家、發明家和工程師。」她顯然屬於後者。

她認為科學是世上最有創意的事業，鍾情於科學，就會自然的走上科學報導之路，因為科學的基本是觀念，她因有科學背景而能掌握科技術語背後的科學原理，藉由報導寫作將科學性的知識傳達給普羅大眾。

事實上，麥考利夫也曾歷經一番「科學研究」和「科學報導」二擇一的生涯決擇期。最後，她之所以選擇科學報導，是因為覺得當個科學通才比較快樂。她明白走進科學研究易流於見樹不見林，而大學畢業後懷著寬廣優異的科學背景，實在不想把路子走窄，拋棄絕大部分的科學知識，只專注於某個特殊領域。

腸道菌不可小覷

而今，生物學家麥考利夫所投入的新研究，暗示著某些腸道菌會影響你作為個人的主要特性，從性格到改變人生的神經失調。

有個哲學性的問題困擾人類很久：我們是否有自由意志？我是自己命運的主宰嗎？對此，麥考利夫表示，「我雖非哲學家，但生物學是我的專業，從我的角度來看此事，顯然另有掌舵者。我指的是一個科學事實，那就是你體內有一半細胞不含你的DNA。它們屬於細菌、原蟲、真菌和其他單細胞生物。」

根據麥考利夫的研究，這些統稱為「微生物菌叢」的小小住戶充滿腸道，除了協助消化，還執行很多其他基本功能，最不可思議的是，它們會對你的腦袋「說話」，並影響你的情緒、精力、食欲、記憶，甚至你的性格。

泡泡鼠身心實驗

麥考利夫的立論是有根據的。科學實驗室曾用無菌的方式養出一群被稱為「泡泡鼠」的生物。泡泡鼠身上沒有微生物。一般出生就帶有微生物的正常老鼠樂於學習，給牠們一個新奇玩意，就會繞著那東西又嗅又聞，或是放進迷宮，就會急於探索新路徑，並記得自己曾在哪兒。相較之下，泡泡鼠學習遲緩、瞬間遺忘、偏好熟悉物。泡泡鼠如果年輕時被迫與母鼠分離，也不會抗議，正常鼠則會發生一輩子都感到不安的創傷。

科學實驗進一步發現，如果把微生物菌叢早期移植到泡泡鼠裡，牠們的行為又像一般老鼠了。我們並非老鼠，是否也能同理可證？麥考利夫表示，有一堆證據暗示確實如此。她舉腸道菌從人類移植到泡泡鼠為例：如果把肥胖雙胞胎的腸道菌給泡泡鼠，泡泡鼠就會變胖，反之亦然，而所餵食的飼料都相同；同樣的，如果把沮喪者的腸道菌移植到泡泡鼠裡，小動物就出現沮喪的症狀，再把牠放進水箱中，逃跑的速度沒有接受非沮喪者腸道菌的泡泡鼠快。

醫學曙光
搞定腸道菌身心可舒暢

那麼，腸道菌究竟是如何影響我們的感受和行為呢？

麥考利夫表示，其實有很多技巧，但有一種最酷的方式，即腸道菌會產生並積存大量影響精神行為的化合物，包括六種神經傳導物質；一言以蔽之，腸道菌可以跟大腦對話，因為人體內的微生物和細胞都說著相同的語言，有些科學家還認為這種語言是由細菌發明的。

腸道與腦的溝通

麥考利夫指出，這段長距離的對話靠一條主要神經線傳導；這條從腸道到腦部的神經線，叫做「迷走神經」，它直接由細菌或其所製造的化合物啟動作用，且長久以來都認為，這趟傳導路線多半是從腸道到腦部，而非從腦部到腸道。

麥考利夫進一步說明，腸道菌當然也可以仰賴循環系統往上運送影響精神行為的化合物，另外還有一個腸道菌發送訊息給大腦的方式，也很重要，卻非直接，且有點搞怪──當有些攻擊性的細菌入侵腸壁，免疫細胞就會衝到現場，讓科學家們驚訝的是，那些免疫細胞和相關的化合物不會一直都待在腸道裡，而是遊走到大腦，引發發炎和憂鬱的反應，這兩種反應不知為何，常常如影隨形。

麥考利夫表示，有趣的是，剛好有個快速而先進、用來治療精神異常的方式叫做「迷走神經刺激」；顧名思義，這種治療透過植入胸腔的電極刺激迷走神經。「雖然此治療的發展獨立於微生物菌叢的研究，但有些科學家認為治療中產生的電流可能在模仿腸道菌對神經的作用。不過，這只是猜測，但可以確定的是，迷走神經刺激可增強腸道屏障，防止致病菌破壞腸道，引發擴散到大腦的發炎反應。」

而今，美國食品藥物管理局已批准「迷走神經刺激」療法，此療法可用以治癒嚴重的癲癇和憂鬱症，因為標準療法對它們已起不了作用。麥考利夫覺得這項措施很激勵人心。「另外，早期的臨床試驗暗示此醫療處理也能讓過動症、強迫症及創傷後壓力症患者受益。」

吃好菌改善病症

麥考利夫發現，同時間，微生物群叢的研究也試著藉由改變腸道菌結構，抑或促進或阻斷這些有機體所製造的化學物活動，來治療精神異常。「結果，他們做出令人振奮的進展，能夠精準指出各種神經精神狀況是由哪些好菌或壞菌所促成。舉例而言，自閉症類群障礙患者的血液中有大量的細菌分子，在嚙齒動物身上的表現就是引發焦慮、甚至改變大腦的連線。」

根據麥考利夫的觀察，一家研發治療方式以微生物菌叢為基礎的先進生物科技公司「Axial Therapeutics」，目前在執行一項藥物的臨床試驗，這種藥可防止有害的分子到達腦部，目標是治療自閉兒的易怒性格。期間，在優格中還發現了一款稱為「洛德乳酸桿菌」的細菌，可提升自閉症動物範型的社交聯繫。

除了自閉症，麥考利夫也指出，好菌和壞菌都同樣與漸凍症有關；漸凍症曾讓美國職棒大聯盟史上最偉大的一壘手蓋瑞格（Lou Gehrig）癱瘓；跟蓋瑞格一樣，多數患者在被診斷出這種疾病後的幾年內便病逝，只有少部分可以活過十年以上。好消息是，「在漸凍症的動物範型上，有以色列研究者最近發現了兩種細菌，一種可加速這種疾病的惡化，另一種則可延緩其發展。他們猜測好菌之所以發揮效益要歸功於好菌所產生的一種稱為「菸鹼醯胺」的維生素。

心腸好其來有自

麥考利夫更進一步指出，微生物菌叢研究者在解開帕金森氏症的根本原因時做出更大的進展；這種病症一如大家在影星米高‧福克斯（Michael J. Fox）的身上所見，症狀是搖晃、僵硬和步履不穩，它跟腦部一種稱為「α-突觸核蛋白」的蛋白質折疊機制有關，當折疊擴散開來，腦部細胞就開始死去，症狀變得愈來愈嚴重。

那麼，到底是什麼因素造成帕金森氏症患者的蛋白質折疊？

對此，麥考利夫表示，有多個實驗室都紛紛指向一個可能的罪魁禍首。研究者在有些人的腸道中發現一種會大量產出折疊化合物的大腸桿菌，那些化合物就類似帕金森氏症患者體內的蛋白質；如果把這種蛋白質折疊變種注射到實驗鼠的腸道裡，就會造成腸壁中原本正常的蛋白質折疊起來，而且像骨牌效應，折疊的蛋白質會慢慢的擴散到迷走神經，約兩個月後就會看到這種蛋白質結成一團，一如帕金森氏症患者退化的腦部中所見。此研究讓人一窺此疾病的起源，也暗示了介入其進展的新方式，前景可期，讓研究者很興奮。未來是否能有成功的治癒方法，目前仍是未知數，「不過，已露出希望的曙光，讓人樂觀以對。」

麥考利夫希望自己的專業解說能讓人相信，「你的行為控制並非由上而下，剛好相反，是由下而上。」以此推衍，只要腸道好，心情、甚至性格就會跟著好。麥考利夫的解說不僅再次證實「身心一體」，也讓我們常說的「心腸好」有了科學根據。