美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）奧本海默壓力與復原力神經生物學中心（Oppenheimer Center for Neurobiology of Stress and Resilience）執行長，消化道疾病研究中心（Digestive Disease Research Center）的共同主任。他主導的研究計畫連續二十五年獲得美國國家衛生研究院經費補助。相關媒體報導見於美國國家公共廣播電台、美國公共電視網、紀錄片《尋找平衡》（In Search of Balance）、《大西洋月刊》（Atlantic）、《科學人》、《紐約時報》、《衛報》等。現居洛杉磯。
【腸道菌會改變你的大腦嗎？】 數年前，我第一次為一名六十六歲的女患者露西看診時，她的醫療問題看起來似乎沒什麼特別之處。多年來，她患有輕微便祕和腹部不適的症狀，而且已經被確診為腸躁症。露西的故事比較奇特的部分在於她的焦慮症狀。在她到我這裡來就診之前，已有兩年的時間每隔幾週就嚴重恐慌發作。症狀包括強烈的恐懼、心悸、呼吸急促，以及一種即將大禍臨頭的感覺（a sense of doom）。這些症狀會突然出現，然後通常在二十分鐘內消退。在每次嚴重的發作間隔期間，露西也注意到自己整體的焦慮程度上升了。雖然許多因為腸胃症狀來找我看診的患者，都提到自己有恐慌發作的病史，但是露西出現這類症狀的初始情況卻很不尋常。 大約兩年前，露西開始出現慢性鼻竇充血與頭痛症狀，並且不時復發，被醫師診斷為鼻竇感染。她接受了為期兩週的環丙沙星（ciprofloxacin）療程，那是一種能殺死多種病原體，包括腸內微生物的常用廣效性抗生素。這段期間，她注意到自己的排便次數變得更加頻繁，而且大便變稀，其他方面則都正常。為了緩和這些影響，她服用了幾個星期的益生菌，後來感覺似乎回復正常了。 大概六個月後，相同的充血和頭痛症狀再次復發。她的醫師開了另一種廣效性抗生素給她服用了三週。她也再次經歷了相似的慢性腹部不適。到目前為止，這些都不足為奇。許多患者在服用抗生素後，排便習慣都會短暫改變，因為藥物會暫時抑制腸道菌的多樣性，讓腸道無法發揮最佳功能。我們從患者報告和臨床研究得知，這些副作用可能造成持續的腸胃道不適，有時甚至是腸躁症症狀。然而，大多數患者出現的腸胃道問題都是暫時的。腸胃道微生物多樣性本身就較低的患者，似乎更容易發生這些副作用。 露西來找我看診時，已經沒在服用抗生素，於是我鼓勵她多攝取各種發酵食品，包括優格、德國酸菜和泡菜，並且服用額外的益生菌補充品，目的是增加她腸道菌叢的多樣性，以重新建立原先的微生物結構。同時，我強烈鼓勵她練習減輕焦慮症狀的方法，包括自我放鬆的技巧、深層腹式呼吸、正念課程等。我還開了克癇平（一種類似煩寧、可在舌下溶解的藥）給她，讓她恐慌症嚴重發作時可以服用。這種組合式的治療方案逐漸讓她的排便恢復正常，而且在六個月的時間內，她的恐慌發作也變得不那麼頻繁。當我最後一次見到她時，她只有過一次輕微的發作，因此也不再需要服用克癇平了。 露西先是出現腸胃症狀，幾個星期後，才發生恐慌發作與焦慮程度增加的狀況；在消化道症狀改善後，她的恐慌與焦慮也跟著緩解了。我懷疑，她連續進行的兩次廣效性抗生素療程，暫時改變了她腸道菌叢的數量與功能，導致類似腸躁症的症狀出現，這些症狀在她停止用藥不久後就消失了。有沒有可能抗生素引發了腸道菌的變化，並造成她的焦慮症狀？
【腸道菌會改變你的社交行為嗎？】 如果腸道菌可以影響我們的情緒，而情緒和腸道感覺又影響我們決定做出哪些行為，那麼邏輯上說來，腸道菌是可以改變我們行為的。而如果腸道菌能改變我們的行為，那麼腸道菌組成的異常會導致我們出現異常行為嗎？ 如果事實是如此，那麼以健康的腸道菌取代異常的腸道菌，是否不僅能改善腸道問題，還能改善行為？ 強納森和他的母親相信這是可能的。他們來我的診所就診時，強納森二十五歲，他除了有強迫症與慢性焦慮症，還被診斷患有泛自閉症障礙（autism spectrum disorder，ASD，目前用來稱呼自閉症患者的用語）。強納森跟許多泛自閉症障礙的患者一樣，一直有各種腸胃道的問題。以強納森而言，他經常腹脹、疼痛且便祕。 強納森在接受了幾個廣效性抗生素療程後，症狀惡化許多，這意謂著腸道菌叢的改變可能跟他腸胃道症狀的發作有關係。強納森跟許多泛自閉症障礙患者一樣，嘗試過好幾種飲食法，包括無麩質飲食和無乳製品飲食，但都沒有持續的效果。他奇特的日常飲食也對他沒有幫助，而這點並不令人意外──他幾乎不吃水果或蔬菜，因為他不喜歡蔬果的質地和氣味；相反的，他的飲食主要是精製的碳水化合物，包括鬆餅、馬鈴薯、麵條、披薩、零嘴、蛋白質棒，以及一些肉類和雞肉。 透過網路，強納森對於一般的健康議題懂得還不少，尤其是腸道菌相的知識。他讀的網路資料提到壞的腸道菌和寄生蟲對腸胃系統的影響，他相信自己的腸道症狀是腸道寄生蟲搞的鬼。他最近開始接受認知行為治療來對抗恐懼症與強迫症，該治療要求他食用自己不喜歡的食物，這使他產生相當大的焦慮感和壓力。我懷疑可能是這種暫時的壓力讓他的腸胃症狀惡化。 我向美國腸道計畫（American Gut Project）申請了他糞便微生物群的詳細分析。這個群眾募資的研究計畫取得了數千名一般人士的糞便樣本，目的是了解飲食與生活模式如何影響我們的腸道菌叢。近年來一連串的研究顯示，跟沒有罹患泛自閉症障礙的人士相比，泛自閉症障礙患者的腸道菌組合改變了，包括較高比例的厚壁菌門與較少的擬桿菌門（Bacteroidetes）菌群。腸躁症患者也呈現出類似的模式。強納森的糞便分析顯示，他也有相同的模式──他的腸道菌叢中，變形菌門與放線菌門（Actinobacteria）菌群較一般美國人少。然而，由於強納森的飲食習慣特異、有焦慮和壓力問題，還有腸躁症症狀，因此我們無法判定他腸道菌叢組合的改變到底是泛自閉症障礙、腸躁症或獨特的飲食習慣造成的。 強納森和他母親最想了解的問題是，為了改善心理與腸胃道症狀，強納森是否應該考慮接受糞菌移植，或服用益生菌來改變他的腸道菌相。他們會這麼問，是因為最近動物研究的消息如野火一般在自閉症社群中蔓延開來，使很多人對這種實驗療法滿懷希望。 高達四成的泛自閉症障礙患者有腸胃道症狀，主要是排便習慣改變與腹部疼痛不適，其中許多患者都符合腸躁症的診斷標準。此外，泛自閉症障礙患者的腸腦菌軸也有其他異常現象。他們血液中腸腦訊息傳遞分子血清素的濃度通常較高。（還記得嗎？ 這種分子有超過九成儲存在腸道中，而含血清素的腸道細胞跟迷走神經與大腦有緊密的聯繫。）泛自閉症障礙患者不僅腸道菌組成有變化，血液中的部分代謝物也是。 最優秀且具影響力的動物研究之一，是美國帕薩迪納市（Pasadena）加州理工學院（California Institute of Technology, Caltech）撒克斯．瑪茲曼尼恩（Sarkis K. Mazmanian）和蕭夷年（Elaine Hsiao）的研究。他們為懷孕老鼠注射模仿病毒感染的物質，活化牠們的免疫系統。這種母鼠產下的幼鼠展現出各種類似泛自閉症障礙患者的行為變化，包括類焦慮行為、典型的重覆行為與受損的社交互動。因此，這種所謂的「母體免疫活化模式」（maternal immune activation model）是有效的自閉症動物模式。 加州理工學院的研究人員發現，幼鼠的腸道和腸道菌叢都產生變化：腸道菌組成不平衡、腸漏情形變嚴重、腸道的免疫系統參與度變大。研究人員辨別出一種特定的腸道菌代謝物，跟先前在泛自閉症障礙兒童尿液中發現的代謝物密切相關。當他們把這種代謝物放入母鼠免疫系統未被活化的健康幼鼠體內時，這些幼鼠也出現與母鼠免疫系統被活化的幼鼠相同的行為異常。最有趣的是，當他們把異常老鼠的糞便移植到表現正常的無菌鼠身上時，接受移植的老鼠也出現表現異常。這強烈顯示，來自患病動物的移植糞便能產生可到達大腦並改變健康動物行為的代謝物。對患有泛自閉症障礙者最重要一點是，研究人員使用人類腸道的脆弱類桿菌（Bacteroides fragilis）治療這些受影響的老鼠，結果有幾種（並非全部）自閉症狀的行為消失了。 這個設計縝密的研究引起人們不少關注且振奮人心，不僅是科學界，自閉症兒童的父母、渴望開發新療法治療這個破壞性疾病的公司也一樣。強納森和他的母親也得知此研究，於是他們問我，強納森是否應該考慮接受糞菌移植，或服用益生菌來協助緩解他的心理與腸胃道症狀。 我向患者解釋，針對人類泛自閉症障礙的幾個研究，在未來幾年內就能給出明確的答案。即使僅有一小群泛自閉症障礙患者接受這些療法後症狀改善，都是重大的科學突破。 但在結果揭曉之前，我仍可推薦幾種方式來減輕他的某些症狀。我們不應該忘記，造成強納森腸胃道症狀的因素有好幾個。第一，他是根據質地而非味道來選擇食物，導致他的飲食高度受限，未能攝取許多植物性食物。第二，他攝取大量的加工食品。第三，他的高焦慮程度和壓力敏感度會改變他的腸胃收縮與分泌，並使腸漏情形變嚴重。 我的治療計畫針對他的大腦與腸道雙管齊下：我們的營養師跟他配合，幫助他逐漸改變飲食習慣，從高度侷限改成較為均衡的飲食，包括多食用水果、蔬菜和各種發酵產品（發酵乳製品、添加益生菌的無酒精飲料、泡菜、德國酸菜、各種起司等），這些都含有不同種類的乳桿菌和雙歧桿菌。我也建議他試試草本瀉劑，如低劑量的大黃根或蘆薈製劑來治療便祕。最後（但也很重要的一點），我們教患者如何進行腹式呼吸等自我放鬆練習，並強烈建議他針對恐懼症與升高的焦慮程度持續接受行為認知治療。 兩個月後回診時，強納森的腸胃道症狀已大有改善。他願意食用的食物增加了，而且排便狀況正常。他不再執著於自己腸道中有邪惡的寄生蟲這件事，反倒對於了解飲食如何對腸道菌叢的行為產生影響，以及這種交互作用如何改善他的腸胃道症狀更感興趣。
【迎向新的情緒理論】 早在任何人了解腸道菌、腸道知覺與它們對大腦影響的複雜性之前，兩位十九世紀的知名學者就創造出第一個全面的情緒理論。美國哲學家、心理學家暨醫師威廉．詹姆斯（William James）和丹麥醫師卡爾．蘭格（Carl Lange）在一八八○年代中期提出，情緒源自於我們對身體感覺的認知評估──亦即我們的器官在從事強烈活動，如心跳快速、肚子咕嚕咕嚕叫、結腸痙攣性收縮或呼吸急促等時，產生的內在體感資訊。這個所謂的詹姆斯︱蘭格情緒理論（James- Lange theory of emotion）在心理學家之間非常著名，雖然當今已經很少有人認為情緒完全來自身體的感覺。 一九二七年，知名的哈佛大學生理學家瓦爾特．坎農（Walter Cannon）以大量的實驗數據反駁了詹姆斯︱蘭格的理論。他提出一種以大腦為基礎的理論，認為杏仁核和下視丘等特定大腦區域的活動回應了環境的刺激，進而產生情緒體驗。雖然我們現在知道，這些大腦區域事實上是產生情緒的必要條件，但坎農當時並沒有我們現今的強大大腦成像工具可用，因此他不可能知道大腦的化學與神經傳導物質回饋系統，也不可能知道腸道和腸道菌在此內在體感系統中的重大角色。 一直到現代，神經科學家安東尼歐．達馬西歐（Antonio Damasio）和巴德．克雷格（Bud Craig）等人，才提出大腦身體迴路（brain-body loops）是由感覺和執行兩個元素共同組成的結構學理論，自此我們的情緒是如何產生和調節的舊理論，才被一致的概念所取代。克雷格從神經解剖學的角度，徹底研究了身體傳送訊息至大腦的途徑（又稱內在體感資訊）。根據這些研究，他提出每種情緒都由兩個部分組成，彼此緊密相連：感覺部分（包括腸道感覺）和動作部分（包括腸道反應）。感覺部分是腦島皮質（Insular cortex）中形成的身體內在體感影像，由來自身體各部位（包括腸胃道在內）的無數神經元訊息組成。該影像必定跟某動作相連──由大腦的扣帶皮質（cingulate cortex）發送動作反應給身體。這在身體和大腦之間建立起一個循環的迴路。根據克雷格的理論，每種情緒的目的都是為了維持整個有機體的平衡。 神經學家暨作家安東尼歐．達馬西歐以三本書優美地闡述了他在《笛卡爾的錯誤：情緒、理性和人類大腦》（Descartes’ Error: Emotion, Reason, and the Human Brain）一書中介紹的軀體標記假說（somatic marker hypothesis）。根據達馬西歐的理論，我們有所謂的身體迴路，內有從大腦傳送至身體再回到大腦的訊息。身體會回應情緒狀態，而回應的訊息會變成豐富的潛意識記憶，儲存在身體狀態裡，如肌肉緊張、心跳快速和呼吸淺且快等。雖然達馬西歐在他的理論中對腸胃道在此過程中的重要作用提及不多，但他開創性的研究工作和發表的文章，使我們對情緒和情緒感受的生理機制徹底改觀。 腦島皮質是大腦中的「隱藏的島」（下一章將更深入討論這個大腦區域），它會去取得這種身體的資訊。我們在感覺到鮮明的情緒（包含促使我們做出回應的各種動機）時，會將感覺編輯而成一個個影像片段，供大腦日後檢索。大腦也可以不實際經過漫長的腸腦迴路，就運用記憶中的資料影像創造出憎惡、快樂、渴求等狀態。因此，成年後的我們在經歷某情緒時，大腦不需要再感受到身體實際發生了什麼感覺，它只需要在收到提示後，進入自己的情緒影像資料來產生情緒反應。資料庫裡的影像可能是嬰兒時期或青春期記錄下來的真實腸道反應，例如跟憤怒相關的腸道收縮。它們會以腸道知覺傳回大腦，然後以腸道感覺（例如噁心感、幸福感、飽足感、飢餓感等）被儲存在此資料庫中。我們終其一生都可以隨時取用這些腸道感覺。 我們對於腸道菌叢與它們跟腸腦互動的理解，一直要到近十年才出現長足的進步。這些理解讓我們不得不擴充這些現代理論，把腸道菌叢納入情緒理論中的第三個關鍵要素。 這個理論假設：我們以大腦為基礎的基本情緒迴路，大半由基因決定，出生時已經存在，幼年時可能在表觀遺傳層次做出一些調整。然而，情緒與腸道反應的完整發展則需廣泛的終身學習，在此過程中微調並訓練自己的腸腦菌系統，讓它運作得更好。我們獨特的個人發展過程、生活模式和飲食習慣，都會調整我們的情緒產生機制，並在大腦中創造出儲存高度個人化資訊的巨大資料庫。 事實證明，我們的腸道菌叢在這個過程中有著關鍵的作用，能讓我們產生非常個人化的情緒。腸道菌叢主要是靠它製造的代謝物，來對我們的情緒發揮影響力。腸道中約有八百萬個微生物基因，比人類基因體多四百倍。更令人吃驚的是，人類彼此在基因上差異極小，共同的基因超過九成，但每個人的腸道菌基因組合卻有極大的不同，任意兩人之間僅有五％的共同基因。腸道菌相替人類的腸腦情緒產生機制，增添了全新的複雜度和可能性。 因為我們的腸道菌叢對我們如何感知情緒有著非常重要的影響，任何能改變腸道菌叢代謝活動的因素，包括壓力、飲食、抗生素和益生菌，原則上都能調節情緒生成迴路的發展與反應程度。舉例來說，我們在世界各地人們身上看到的、地區性的情緒差異，是否跟飲食與腸道菌功能的地理差異有關？ 如果新提出的情緒理論正確無誤，那麼答案是肯定的。雖然兩者間的關聯性尚待未來的研究證實，但我們可以這麼說：雖然基本的情緒仍可在完全隔離腸道與身體的狀況下，由一個想像的瓶中大腦產生，但這樣的大腦情緒體驗將非常有限。我強烈認為，腸道及腸道菌的參與，對於決定我們情緒感覺的強度、持續時間和獨特性，發揮了關鍵的作用。
美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）奧本海默壓力與復原力神經生物學中心（Oppenheimer Center for Neurobiology of Stress and Resilience）執行長，消化道疾病研究中心（Digestive Disease Research Center）的共同主任。他主導的研究計畫連續二十五年獲得美國國家衛生研究院經費補助。相關媒體報導見於美國國家公共廣播電台、美國公共電視網、紀錄片《尋找平衡》（In Search of Balance）、《大西洋月刊》（Atlantic）、《科學人》、《紐約時報》、《衛報》等。現居洛杉磯。
【腸道菌會改變你的大腦嗎？】 數年前，我第一次為一名六十六歲的女患者露西看診時，她的醫療問題看起來似乎沒什麼特別之處。多年來，她患有輕微便祕和腹部不適的症狀，而且已經被確診為腸躁症。露西的故事比較奇特的部分在於她的焦慮症狀。在她到我這裡來就診之前，已有兩年的時間每隔幾週就嚴重恐慌發作。症狀包括強烈的恐懼、心悸、呼吸急促，以及一種即將大禍臨頭的感覺（a sense of doom）。這些症狀會突然出現，然後通常在二十分鐘內消退。在每次嚴重的發作間隔期間，露西也注意到自己整體的焦慮程度上升了。雖然許多因為腸胃症狀來找我看診的患者，都提到自己有恐慌發作的病史，但是露西出現這類症狀的初始情況卻很不尋常。 大約兩年前，露西開始出現慢性鼻竇充血與頭痛症狀，並且不時復發，被醫師診斷為鼻竇感染。她接受了為期兩週的環丙沙星（ciprofloxacin）療程，那是一種能殺死多種病原體，包括腸內微生物的常用廣效性抗生素。這段期間，她注意到自己的排便次數變得更加頻繁，而且大便變稀，其他方面則都正常。為了緩和這些影響，她服用了幾個星期的益生菌，後來感覺似乎回復正常了。 大概六個月後，相同的充血和頭痛症狀再次復發。她的醫師開了另一種廣效性抗生素給她服用了三週。她也再次經歷了相似的慢性腹部不適。到目前為止，這些都不足為奇。許多患者在服用抗生素後，排便習慣都會短暫改變，因為藥物會暫時抑制腸道菌的多樣性，讓腸道無法發揮最佳功能。我們從患者報告和臨床研究得知，這些副作用可能造成持續的腸胃道不適，有時甚至是腸躁症症狀。然而，大多數患者出現的腸胃道問題都是暫時的。腸胃道微生物多樣性本身就較低的患者，似乎更容易發生這些副作用。 露西來找我看診時，已經沒在服用抗生素，於是我鼓勵她多攝取各種發酵食品，包括優格、德國酸菜和泡菜，並且服用額外的益生菌補充品，目的是增加她腸道菌叢的多樣性，以重新建立原先的微生物結構。同時，我強烈鼓勵她練習減輕焦慮症狀的方法，包括自我放鬆的技巧、深層腹式呼吸、正念課程等。我還開了克癇平（一種類似煩寧、可在舌下溶解的藥）給她，讓她恐慌症嚴重發作時可以服用。這種組合式的治療方案逐漸讓她的排便恢復正常，而且在六個月的時間內，她的恐慌發作也變得不那麼頻繁。當我最後一次見到她時，她只有過一次輕微的發作，因此也不再需要服用克癇平了。 露西先是出現腸胃症狀，幾個星期後，才發生恐慌發作與焦慮程度增加的狀況；在消化道症狀改善後，她的恐慌與焦慮也跟著緩解了。我懷疑，她連續進行的兩次廣效性抗生素療程，暫時改變了她腸道菌叢的數量與功能，導致類似腸躁症的症狀出現，這些症狀在她停止用藥不久後就消失了。有沒有可能抗生素引發了腸道菌的變化，並造成她的焦慮症狀？
【腸道菌會改變你的社交行為嗎？】 如果腸道菌可以影響我們的情緒，而情緒和腸道感覺又影響我們決定做出哪些行為，那麼邏輯上說來，腸道菌是可以改變我們行為的。而如果腸道菌能改變我們的行為，那麼腸道菌組成的異常會導致我們出現異常行為嗎？ 如果事實是如此，那麼以健康的腸道菌取代異常的腸道菌，是否不僅能改善腸道問題，還能改善行為？ 強納森和他的母親相信這是可能的。他們來我的診所就診時，強納森二十五歲，他除了有強迫症與慢性焦慮症，還被診斷患有泛自閉症障礙（autism spectrum disorder，ASD，目前用來稱呼自閉症患者的用語）。強納森跟許多泛自閉症障礙的患者一樣，一直有各種腸胃道的問題。以強納森而言，他經常腹脹、疼痛且便祕。 強納森在接受了幾個廣效性抗生素療程後，症狀惡化許多，這意謂著腸道菌叢的改變可能跟他腸胃道症狀的發作有關係。強納森跟許多泛自閉症障礙患者一樣，嘗試過好幾種飲食法，包括無麩質飲食和無乳製品飲食，但都沒有持續的效果。他奇特的日常飲食也對他沒有幫助，而這點並不令人意外──他幾乎不吃水果或蔬菜，因為他不喜歡蔬果的質地和氣味；相反的，他的飲食主要是精製的碳水化合物，包括鬆餅、馬鈴薯、麵條、披薩、零嘴、蛋白質棒，以及一些肉類和雞肉。 透過網路，強納森對於一般的健康議題懂得還不少，尤其是腸道菌相的知識。他讀的網路資料提到壞的腸道菌和寄生蟲對腸胃系統的影響，他相信自己的腸道症狀是腸道寄生蟲搞的鬼。他最近開始接受認知行為治療來對抗恐懼症與強迫症，該治療要求他食用自己不喜歡的食物，這使他產生相當大的焦慮感和壓力。我懷疑可能是這種暫時的壓力讓他的腸胃症狀惡化。 我向美國腸道計畫（American Gut Project）申請了他糞便微生物群的詳細分析。這個群眾募資的研究計畫取得了數千名一般人士的糞便樣本，目的是了解飲食與生活模式如何影響我們的腸道菌叢。近年來一連串的研究顯示，跟沒有罹患泛自閉症障礙的人士相比，泛自閉症障礙患者的腸道菌組合改變了，包括較高比例的厚壁菌門與較少的擬桿菌門（Bacteroidetes）菌群。腸躁症患者也呈現出類似的模式。強納森的糞便分析顯示，他也有相同的模式──他的腸道菌叢中，變形菌門與放線菌門（Actinobacteria）菌群較一般美國人少。然而，由於強納森的飲食習慣特異、有焦慮和壓力問題，還有腸躁症症狀，因此我們無法判定他腸道菌叢組合的改變到底是泛自閉症障礙、腸躁症或獨特的飲食習慣造成的。 強納森和他母親最想了解的問題是，為了改善心理與腸胃道症狀，強納森是否應該考慮接受糞菌移植，或服用益生菌來改變他的腸道菌相。他們會這麼問，是因為最近動物研究的消息如野火一般在自閉症社群中蔓延開來，使很多人對這種實驗療法滿懷希望。 高達四成的泛自閉症障礙患者有腸胃道症狀，主要是排便習慣改變與腹部疼痛不適，其中許多患者都符合腸躁症的診斷標準。此外，泛自閉症障礙患者的腸腦菌軸也有其他異常現象。他們血液中腸腦訊息傳遞分子血清素的濃度通常較高。（還記得嗎？ 這種分子有超過九成儲存在腸道中，而含血清素的腸道細胞跟迷走神經與大腦有緊密的聯繫。）泛自閉症障礙患者不僅腸道菌組成有變化，血液中的部分代謝物也是。 最優秀且具影響力的動物研究之一，是美國帕薩迪納市（Pasadena）加州理工學院（California Institute of Technology, Caltech）撒克斯．瑪茲曼尼恩（Sarkis K. Mazmanian）和蕭夷年（Elaine Hsiao）的研究。他們為懷孕老鼠注射模仿病毒感染的物質，活化牠們的免疫系統。這種母鼠產下的幼鼠展現出各種類似泛自閉症障礙患者的行為變化，包括類焦慮行為、典型的重覆行為與受損的社交互動。因此，這種所謂的「母體免疫活化模式」（maternal immune activation model）是有效的自閉症動物模式。 加州理工學院的研究人員發現，幼鼠的腸道和腸道菌叢都產生變化：腸道菌組成不平衡、腸漏情形變嚴重、腸道的免疫系統參與度變大。研究人員辨別出一種特定的腸道菌代謝物，跟先前在泛自閉症障礙兒童尿液中發現的代謝物密切相關。當他們把這種代謝物放入母鼠免疫系統未被活化的健康幼鼠體內時，這些幼鼠也出現與母鼠免疫系統被活化的幼鼠相同的行為異常。最有趣的是，當他們把異常老鼠的糞便移植到表現正常的無菌鼠身上時，接受移植的老鼠也出現表現異常。這強烈顯示，來自患病動物的移植糞便能產生可到達大腦並改變健康動物行為的代謝物。對患有泛自閉症障礙者最重要一點是，研究人員使用人類腸道的脆弱類桿菌（Bacteroides fragilis）治療這些受影響的老鼠，結果有幾種（並非全部）自閉症狀的行為消失了。 這個設計縝密的研究引起人們不少關注且振奮人心，不僅是科學界，自閉症兒童的父母、渴望開發新療法治療這個破壞性疾病的公司也一樣。強納森和他的母親也得知此研究，於是他們問我，強納森是否應該考慮接受糞菌移植，或服用益生菌來協助緩解他的心理與腸胃道症狀。 我向患者解釋，針對人類泛自閉症障礙的幾個研究，在未來幾年內就能給出明確的答案。即使僅有一小群泛自閉症障礙患者接受這些療法後症狀改善，都是重大的科學突破。 但在結果揭曉之前，我仍可推薦幾種方式來減輕他的某些症狀。我們不應該忘記，造成強納森腸胃道症狀的因素有好幾個。第一，他是根據質地而非味道來選擇食物，導致他的飲食高度受限，未能攝取許多植物性食物。第二，他攝取大量的加工食品。第三，他的高焦慮程度和壓力敏感度會改變他的腸胃收縮與分泌，並使腸漏情形變嚴重。 我的治療計畫針對他的大腦與腸道雙管齊下：我們的營養師跟他配合，幫助他逐漸改變飲食習慣，從高度侷限改成較為均衡的飲食，包括多食用水果、蔬菜和各種發酵產品（發酵乳製品、添加益生菌的無酒精飲料、泡菜、德國酸菜、各種起司等），這些都含有不同種類的乳桿菌和雙歧桿菌。我也建議他試試草本瀉劑，如低劑量的大黃根或蘆薈製劑來治療便祕。最後（但也很重要的一點），我們教患者如何進行腹式呼吸等自我放鬆練習，並強烈建議他針對恐懼症與升高的焦慮程度持續接受行為認知治療。 兩個月後回診時，強納森的腸胃道症狀已大有改善。他願意食用的食物增加了，而且排便狀況正常。他不再執著於自己腸道中有邪惡的寄生蟲這件事，反倒對於了解飲食如何對腸道菌叢的行為產生影響，以及這種交互作用如何改善他的腸胃道症狀更感興趣。
【迎向新的情緒理論】 早在任何人了解腸道菌、腸道知覺與它們對大腦影響的複雜性之前，兩位十九世紀的知名學者就創造出第一個全面的情緒理論。美國哲學家、心理學家暨醫師威廉．詹姆斯（William James）和丹麥醫師卡爾．蘭格（Carl Lange）在一八八○年代中期提出，情緒源自於我們對身體感覺的認知評估──亦即我們的器官在從事強烈活動，如心跳快速、肚子咕嚕咕嚕叫、結腸痙攣性收縮或呼吸急促等時，產生的內在體感資訊。這個所謂的詹姆斯︱蘭格情緒理論（James- Lange theory of emotion）在心理學家之間非常著名，雖然當今已經很少有人認為情緒完全來自身體的感覺。 一九二七年，知名的哈佛大學生理學家瓦爾特．坎農（Walter Cannon）以大量的實驗數據反駁了詹姆斯︱蘭格的理論。他提出一種以大腦為基礎的理論，認為杏仁核和下視丘等特定大腦區域的活動回應了環境的刺激，進而產生情緒體驗。雖然我們現在知道，這些大腦區域事實上是產生情緒的必要條件，但坎農當時並沒有我們現今的強大大腦成像工具可用，因此他不可能知道大腦的化學與神經傳導物質回饋系統，也不可能知道腸道和腸道菌在此內在體感系統中的重大角色。 一直到現代，神經科學家安東尼歐．達馬西歐（Antonio Damasio）和巴德．克雷格（Bud Craig）等人，才提出大腦身體迴路（brain-body loops）是由感覺和執行兩個元素共同組成的結構學理論，自此我們的情緒是如何產生和調節的舊理論，才被一致的概念所取代。克雷格從神經解剖學的角度，徹底研究了身體傳送訊息至大腦的途徑（又稱內在體感資訊）。根據這些研究，他提出每種情緒都由兩個部分組成，彼此緊密相連：感覺部分（包括腸道感覺）和動作部分（包括腸道反應）。感覺部分是腦島皮質（Insular cortex）中形成的身體內在體感影像，由來自身體各部位（包括腸胃道在內）的無數神經元訊息組成。該影像必定跟某動作相連──由大腦的扣帶皮質（cingulate cortex）發送動作反應給身體。這在身體和大腦之間建立起一個循環的迴路。根據克雷格的理論，每種情緒的目的都是為了維持整個有機體的平衡。 神經學家暨作家安東尼歐．達馬西歐以三本書優美地闡述了他在《笛卡爾的錯誤：情緒、理性和人類大腦》（Descartes’ Error: Emotion, Reason, and the Human Brain）一書中介紹的軀體標記假說（somatic marker hypothesis）。根據達馬西歐的理論，我們有所謂的身體迴路，內有從大腦傳送至身體再回到大腦的訊息。身體會回應情緒狀態，而回應的訊息會變成豐富的潛意識記憶，儲存在身體狀態裡，如肌肉緊張、心跳快速和呼吸淺且快等。雖然達馬西歐在他的理論中對腸胃道在此過程中的重要作用提及不多，但他開創性的研究工作和發表的文章，使我們對情緒和情緒感受的生理機制徹底改觀。 腦島皮質是大腦中的「隱藏的島」（下一章將更深入討論這個大腦區域），它會去取得這種身體的資訊。我們在感覺到鮮明的情緒（包含促使我們做出回應的各種動機）時，會將感覺編輯而成一個個影像片段，供大腦日後檢索。大腦也可以不實際經過漫長的腸腦迴路，就運用記憶中的資料影像創造出憎惡、快樂、渴求等狀態。因此，成年後的我們在經歷某情緒時，大腦不需要再感受到身體實際發生了什麼感覺，它只需要在收到提示後，進入自己的情緒影像資料來產生情緒反應。資料庫裡的影像可能是嬰兒時期或青春期記錄下來的真實腸道反應，例如跟憤怒相關的腸道收縮。它們會以腸道知覺傳回大腦，然後以腸道感覺（例如噁心感、幸福感、飽足感、飢餓感等）被儲存在此資料庫中。我們終其一生都可以隨時取用這些腸道感覺。 我們對於腸道菌叢與它們跟腸腦互動的理解，一直要到近十年才出現長足的進步。這些理解讓我們不得不擴充這些現代理論，把腸道菌叢納入情緒理論中的第三個關鍵要素。 這個理論假設：我們以大腦為基礎的基本情緒迴路，大半由基因決定，出生時已經存在，幼年時可能在表觀遺傳層次做出一些調整。然而，情緒與腸道反應的完整發展則需廣泛的終身學習，在此過程中微調並訓練自己的腸腦菌系統，讓它運作得更好。我們獨特的個人發展過程、生活模式和飲食習慣，都會調整我們的情緒產生機制，並在大腦中創造出儲存高度個人化資訊的巨大資料庫。 事實證明，我們的腸道菌叢在這個過程中有著關鍵的作用，能讓我們產生非常個人化的情緒。腸道菌叢主要是靠它製造的代謝物，來對我們的情緒發揮影響力。腸道中約有八百萬個微生物基因，比人類基因體多四百倍。更令人吃驚的是，人類彼此在基因上差異極小，共同的基因超過九成，但每個人的腸道菌基因組合卻有極大的不同，任意兩人之間僅有五％的共同基因。腸道菌相替人類的腸腦情緒產生機制，增添了全新的複雜度和可能性。 因為我們的腸道菌叢對我們如何感知情緒有著非常重要的影響，任何能改變腸道菌叢代謝活動的因素，包括壓力、飲食、抗生素和益生菌，原則上都能調節情緒生成迴路的發展與反應程度。舉例來說，我們在世界各地人們身上看到的、地區性的情緒差異，是否跟飲食與腸道菌功能的地理差異有關？ 如果新提出的情緒理論正確無誤，那麼答案是肯定的。雖然兩者間的關聯性尚待未來的研究證實，但我們可以這麼說：雖然基本的情緒仍可在完全隔離腸道與身體的狀況下，由一個想像的瓶中大腦產生，但這樣的大腦情緒體驗將非常有限。我強烈認為，腸道及腸道菌的參與，對於決定我們情緒感覺的強度、持續時間和獨特性，發揮了關鍵的作用。
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