这周，为什么我们是自己身体里的乘客，我们的常驻细菌比我们多。我们将探索这些细菌如何改变你的大脑和行为，以及“粪便移植”:可能挽救你生命的粪便移植过程!另外，为什么外星人存在的可能性在本周飙升，以及鸟类和我们一样计数的迹象……
在这一集里
行星系统使外星人更有可能…
与伯明翰大学的Tiago Campante博士合作
外星生命存在的可能性——外星人!——增加了
本周，天文学家宣布发现了一个由4颗地球大小的岩石行星组成的行星系统。更令人印象深刻的是，它们已经超过110亿年了。此前，科学家们认为，像这样的岩石行星——可能维持生命——不可能在宇宙历史的早期存在。伯明翰大学的Tiago Campante向Chris Smith描述了他的发现。
蒂亚戈——在这篇论文中，我们宣布发现了一个迷人的行星系统，其中有5颗地球大小的行星，其历史可以追溯到银河系的黎明。最里面的行星的大小与水星相似，其大小的测量精度只有几十英里。这是一项令人印象深刻的技术成就。三颗中间行星的大小与火星相当，最外层的行星比金星略小。
克里斯:当你说“银河系的黎明”时，它有多久了，我们在这里谈论的是哪个星系?
蒂亚戈——我们说的是我们自己的星系——银河系，据估计，银河系的年龄有110亿年，令人印象深刻。据估计，宇宙本身的年龄为138亿年，所以这些行星存在的时候，宇宙的年龄还不到现在的20%。
克里斯:难道我们以前不相信像地球这样的小岩石行星会在宇宙的进化中如此迅速地出现吗?所以你的发现才会改变游戏规则吗?
蒂亚戈:当然。就在几年前，我们还认为围绕老恒星形成行星是不太可能发生的。这是因为年老的恒星缺少或不那么丰富，或者它们的环境中重金属含量较少，比如铁，而这些重金属是行星形成的基石。因此，可以预期的是，在这样一颗古老的恒星周围形成一个行星系统将是一个罕见的事件。
克里斯-为什么那些非常早期的恒星，以及可能在它们周围形成或不形成的行星，都缺乏这些金属?
提亚戈:非常好的问题。所以，原始宇宙是由氢和氦组成的。只有在第一代恒星的内部才会形成重元素。当这些恒星死亡并以超新星的形式爆炸时，它们将这些第一次合成的重元素释放到星际空间中，然后接下来的几代恒星和行星就可以使用这些元素了。
Chris:因为我认为这表明像地球这样大小，规模和环境的行星存在的时间可能比我们之前预期的要长得多。
蒂亚戈:是的。在此之前，从未在这么古老的恒星周围发现过这么小的行星。
克里斯-你怎么找到他们的?
蒂亚戈——为了找到这些行星，我们需要用开普勒卫星监测这颗特殊的恒星。开普勒卫星收集了4年的光度测量数据，基本上是测量恒星亮度的变化。当行星从恒星的圆盘前面经过时，它们的亮度会稍微变暗，这就是我们探测到这些行星的方式。
小鸡从左到右数
与剑桥大学的汉娜·罗兰博士合作
人类会这么做。灵长类动物会这么做。现在已经发现鸟类也能做到这一点:3天大的鸡已经被证明可以排序数字-从低到高-从左到右-就像在尺子上一样!发表在《科学》杂志上的研究结果可能表明了这一点
计算能力是进化的特征，而不是文化的特征——它可以帮助解释为什么我们更关注左边的东西……剑桥大学的动物学家汉娜·罗兰对格雷哈·杰克逊的计算能力进行了测试。
汉娜:很多人都对数数是否是人类独有的行为很感兴趣。为了弄清楚动物是否有数字感，已经进行了大量的研究。所有学生都学过一个很有名的理论，那就是雌孔雀喜欢和尾巴上长着150只眼睛的孔雀交配。如果你去掉5只眼睛，雄孔雀对雌孔雀的吸引力就会大打折扣。现在，人们可能会认为她站在那里说，“1,2,3,4……， 149, 150。”但要真正区分有150个眼点和145个眼点的尾巴，她不需要数数。所以，她可以注意到尾巴的不对称，或者尾巴上斑点的密度。所以，虽然她看起来像是在数数，但她根本不需要真的数数。
Graihagh -你有什么方法可以判断动物是否会数数吗?因为我想很难理清你在说什么，以及整个1、2、3、4、5、6、7、8?
汉娜:所以，要真正测试动物是否会数数，你必须看它们是否能注意到数字、点或符号的顺序。有很多关于灵长类动物的研究。
格雷哈:那鸟呢?
汉娜-小鸟当然可以分辨出拥有大量道具或较少道具的补丁之间的区别，但这并不算在内。这是更多的数字歧视。
Graihagh -鉴于这篇论文研究的是家鸡，我们认为只有亲自去看看鸡才合适。唯一的问题是，他们非常害怕我们。所以，我们不得不喂他们一点我的盒饭，让他们打个招呼。
“你好。”
“看，他们在吃豌豆。”
grahagh -所以，我的午餐没有浪费。这些家伙叫什么?它们以颜色命名是因为它们是美丽的颜色吗?你有一个灰色的，有点暖橙色的，然后是浅橙色的，还有一个黑色的，几乎是蓝绿色的。
汉娜:所以，黑色的叫Brumble，灰色的叫Teazel，黄色和棕色的叫Heather和Bracken。是的，这是他们的颜色。
Graihagh -我们来谈谈这篇论文。如果它们会数数，那么它们就会像人类一样从左向右数数，这一观点又如何呢?
汉娜:这篇发表在《科学》杂志上的论文，实际上是基于19世纪的研究。所以，弗朗西斯·高尔顿是最早意识到当我们想到数字时，我们通常把它们排列在一条水平线上，也就是在整个页面上，通常从左到右。也许我能让你去做。想象一把尺子。想想数字6在尺子上的位置。现在，我要告诉你一个数字。如果数字小于6，请举起左手。如果它比数字6大，请举起右手。想想数字6,8。现在…
格雷哈——我举起了右手。我做的对吗?
汉娜-是的，而且你跑得很快。现在，想想第6题。如果我说的数字更小，我希望你举起右手。如果数字更大，请举起左手。4……
Graihagh -这次我确实要考虑一下。我举起了右手，但我必须考虑一下。
汉娜:没错!这是因为人们更容易把变大的东西排序从左到右增大。
Graihagh -这在小鸡身上也是一样的。
汉娜-是的。事实证明，它们表现出相同的行为。
Graihagh -想象你在一个盒子里。盒子中间有一张卡片，上面有5个点。它的背后是一种美味的款待。这种情况一次又一次地发生。有5个点的牌总是在中间。然后有一天，有两张卡片，一张在你的左边，一张在你的右边，上面都有两个点。你会找哪只虫子来奖励你的美味大餐呢?嗯，小鸡们几乎总是选择左边的那个。也许小鸡都是左翼的。所以，在接下来的测试中，他们添加了两张上面有8个点的卡片——一张在左边，一张在右边，相同的布局，不同的点。 Guess what? They looked behind the right card for their reward. This shows that chicks like humans associate lower numbers on the left and higher numbers on the right.
汉娜:在人类中，我们知道这是因为我们大脑的右侧非常占主导地位。所以，我们要注意图片的左边。这在鸡身上似乎也是一样的。
Graihagh -我发现这很令人惊讶，我们和小鸡有相同的属性，因为这当然意味着从左到右读数字不是一种文化。这是我们与生俱来的，因为我们在3亿年前从鸟类中分离出来。为什么我们会和鸟类分享这些呢?
汉娜:嗯，我认为这是一个研究人员仍在努力寻找答案的问题。也许我们有一些非常古老的共同祖先，在进化史上，我们的大脑线路非常相似。
怀孕期间的压力对胎儿有害
剑桥大学的欧文·沃恩
当动物怀孕时，发育中的婴儿交换营养物质和废物
产品通过其脐带和胎盘，附着在母亲的子宫壁。但是，剑桥大学的欧文·沃恩向丹妮尔·布莱克威尔解释说，如果母亲处于压力之下，胎盘的功能就会下降，这可能会影响婴儿的生长。
欧文-这项研究的目的是观察糖皮质激素是一种母亲和胎儿分泌的应激激素，当它们在怀孕期间被抚养时会发生什么。我们发现，当孕妇体内的糖皮质激素水平升高时，胎盘向胎儿输送葡萄糖的能力就会降低。
丹妮尔-你是如何进行这项研究的?
欧文-所以，这项研究是用老鼠做的。在小鼠的饮用水中给予皮质类固醇5天。然后我们使用示踪技术来测量通过胎盘的葡萄糖量。
丹妮尔-这对胎儿有什么直接影响?
欧文:在我们进行这项研究的时候，胎儿本身更小，也就是在怀孕末期。对于人类来说，作为一个较小的婴儿，首先会让你在产后有更大的并发症风险。但也会增加你一生中患代谢性疾病或2型糖尿病和肥胖症的风险。
丹妮尔:你在论文中提到，一些注射了应激激素的老鼠会暴饮暴食。这对通过胎盘的葡萄糖量有何影响?
糖皮质激素治疗也增加了动物每天吃的食物量。但我们发现，如果我们阻止它们暴饮暴食，我们就不会再看到胎盘运输葡萄糖能力的变化。所以很明显，这两者在压力水平和营养摄入上有相互作用。
丹妮尔-我们有没有可能通过控制饮食而不是控制应激激素来消除对胎儿的一些有害影响?
欧文:这可能意味着我们可以通过控制母亲的饮食来限制压力对胎儿的影响。因此，对于任何特定的应激激素谱，可能有一个最适合母亲在怀孕期间的饮食。
到目前为止，所有这些研究都是在老鼠身上进行的。你认为这也适用于人类吗?我们认为，在应激激素水平升高的人类身上是否也存在类似的机制?
欧文:当然，糖皮质激素是许多不同压力的中枢信号。在人类中，它们的成长是为了应对更多的社会心理压力，以及诸如营养剥夺之类的事情。
丹妮尔-如果有母亲经历了长时间的压力并且压力激素水平长期升高，那么我们是否可以将这种药物用作药物靶点?我们是否可以通过治疗来消除这些副作用?
欧文:我们特别发现，当母亲体内的应激激素水平高时，胎盘中一种叫做red1的特殊基因的表达会增加。所以，如果我们能改变母亲对压力或营养的反应方式，我们可能有办法保护胎盘功能不受物质环境变化的影响。
惩罚并不能阻止精神病患者
与奈杰尔·布莱克伍德博士，伦敦国王学院
五分之一的暴力罪犯是精神病学家所说的精神病患者。他们冷酷无情，没有感情，从小就有暴力倾向。他们也要为不成比例的大量犯罪负责。
但对付精神变态罪犯的一个大问题是，惩罚——比如监禁——通常对再次犯罪没有威慑作用。现在奈杰尔·布莱克伍德和他在伦敦国王学院的团队发现，这可能是因为他们的大脑连接方式不同。他向凯特·阿尼解释了精神病患者的定义……
奈杰尔-精神病患者是指一生中都有反社会行为的人。他们小时候行为紊乱，具有我们所说的冷酷无情的特征，长大后成为精神病患者。所以，与更广泛的反社会群体一样，他们一生中都有冲动、冒险行为、糟糕决策的历史。所以，他们缺乏同理心。他们冷酷无情。他们对人际关系有控制欲。他们使用攻击性作为工具来得到他们想要的东西。
Kat -这类人对社会的广泛影响是什么?
奈杰尔:所以，在广泛的反社会群体中，一小部分男性要为当今社会中绝大多数的冒犯行为负责。精神变态的亚群可能更早开始犯罪，有更高的犯罪行为频率，并且最有可能在他们从监狱释放后再次犯罪。所以，这是一个非常重要的群体，需要尝试和干预。
凯特:你是如何开始对这群人进行更详细的研究的?
奈杰尔:有很多研究都是关于精神病人的大脑和社会上正常人的大脑之间的差异。但如果我们真的认为精神病有什么重要的东西，我们就必须证明反社会的人和精神病患者之间是有区别的，而反社会的人不是精神病患者。因此，我们研究了50名男子，其中一些来自社区，绝大多数从监狱出来，在缓刑服务中得到照顾。我们确定他们过去有过暴力犯罪行为，所以他们参与了谋杀，谋杀未遂，GBH，强奸，然后决定他们是否真的是精神病患者。然后我们通过脑部扫描仪观察这三组人的差异。
凯特-你觉得他们之间有什么不同?
奈杰尔-嗯，我想有一种民间观点认为精神病患者对惩罚没有反应，只是因为他们对惩罚的敏感度降低了。他们已经被父母，老师，监狱系统惩罚了好几年，他们只是不再回应。但这不是我们的发现。因此，我们发现，当精神变态组在一个涉及奖惩的任务中受到惩罚时，他们在追踪这些信息的区域显示出增加的活动。所以，他们不仅仅是对惩罚的敏感度降低了。他们处理惩罚信息的方式有一些根本的不同。
Kat -稍微唱反调，如果这是一个人的大脑固有的方式，你就注定是一个精神病患者，为什么我们不把他们永远关起来呢?
奈杰尔:嗯，我们知道这个亚群在基因上更脆弱，但我们不应该在这个阶段悲观地认为这些孩子从子宫里就注定要失败，我们必须预防性地留住他们。我们需要尝试解决的是改变治疗方案。我认为我们至少可以保持一些乐观的治疗态度来对待这些人。
一天中的时间会影响运动表现
与伯明翰大学的Roland Brandstaetter博士合作
运动员在错误的时间参加比赛可能会错过最佳状态
根据一项新的研究，这一比例为26%。伯明翰的科学家Roland Brandstaetter对Chris Smith解释说，通过比较“夜猫子”型运动员和早起的“百灵鸟”型运动员的运动表现，他已经证明，正确地将你的比赛时间与你的生物钟同步可以使你获得金牌，甚至不能晋级。
罗兰:我们发现，在我们所说的“猫头鹰”和“百灵鸟”之间，个体运动员的表现是不同的。这意味着人们有不同类型的生物钟。早起的人，也就是我们所说的“百灵鸟”，他们早上起得很早，也想早点睡觉，他们的表现在中午左右达到顶峰，而那些起得晚，睡得很晚的人，也就是所谓的“猫头鹰”，他们的表现在晚上8点左右达到顶峰。我们还发现，运动员在早上和晚上的表现差异可以达到26%，这在体育界是巨大的。
克里斯:是的，的确，这将决定一个人是否有资格参加100米比赛，而不是赢得100米比赛，不是吗?我的意思是，这是一个巨大的差异。
罗兰:当然。我的意思是，如果你看看伦敦奥运会的男子100米比赛，金牌和最后一名之间的时间差只有5%。
克里斯:你是怎么得出这个结论的?你是怎么发现这一点的?
罗兰:我们所做的是，我们观察了一定数量的竞技水平的运动员，让他们完成问卷调查，询问许多不同的参数，这些参数与他们的睡眠-觉醒节奏，训练计划，饮食习惯等有关。然后我们将这些个体分为百灵鸟，中间的和猫头鹰。然后我们从这个池子中选取运动员，进行BLEEP测试系统。这是一项标准的健康和表现测试，在一天的6个不同时间对它们进行测试，发现猫头鹰和百灵鸟之间的差异很大。
克里斯:你认为为什么你会看到这些不同类型的人在一天中不同时间的表现有如此巨大的差异?你怎么解释这件事?
罗兰:我们看到这些差异的原因是因为这些人有不同的生物钟。早起的人，也就是百灵鸟，他们的生物钟运行得更快，你必须记住，生物钟或多或少地控制着我们所有的生理机能和一切。对于运动员来说，这一点尤其重要，因为肌肉如何利用糖，一个人的警觉程度，当然，我们的身体活动程度在很大程度上取决于清醒的状态。所以，如果你是完全清醒的，因为你的生物钟让你，那么你可以达到你的个人最佳表现。
克里斯:你能想象有一天，当运动员被做侧写的时候，人们会说，“好吧，让我们给你做个测试。我们会看看你是早起型还是晚睡型”，然后人们可能会被选中或被淘汰参加游戏、比赛等等，这取决于他们的生物钟类型，以及比赛何时开始?
罗兰-我认为这在未来可能会成为一个非常重要的方面。你要记住的是，不同的运动在一天中有不同的时间。所以，你经常会看到马拉松比赛在早上举行。但是我们再看看足球，它主要在下午和晚上举行。当然，足球就是一个很好的例子，因为很多英超比赛都是在晚上进行的，而如果你参加冠军联赛，你必须在晚上发挥出你的最佳状态。所以，我能想象的是，通过分析个体并了解他们的生物钟，运动员和教练可以拥有巨大的优势。我们不认为个人会被抛弃。人们实际上可以努力优化自己的表现。当然，如果你从教练的角度来看，如果你是英超联赛的足球教练，你有同样熟练的球员，他们是早型和晚型，你可以在下午的比赛中选择更多的早型球员，而在晚上的比赛中选择更多的晚型球员。再一次，这将有一个巨大的优势。
克里斯-罗兰，你是什么类型的人?你是在早上写出最好的论文和做最好的研究，还是在深夜才想到这些?
罗兰——我是中等类型的。但是因为我非常清楚我的生物钟是如何工作的，因为我知道如何准确地与我的生物钟对话，我可以很容易地训练自己，根据需要把自己变成猫头鹰或云雀。
什么是微生物组?
与科学作家Ed Yong合作
你认为自己是人吗?我们不想打断你，但你的人体细胞
在数量上都比不上生活在你体内和身上的数以百万计的微生物。
它们被称为我们的微生物群，最近研究人员开始意识到，这些微生物群可能会对我们的健康、体重甚至情绪产生影响。
为了更多地了解这些微生物朋友，它们是如何到达那里的，它们在做什么，Kat Arney采访了科学作家Ed Yong，以了解基本情况……
人们认为自己是独立的个体，是单一的动物。但实际上，我们每个人都是一个生态系统——在我们的身体里和皮肤上。数以万亿计的细菌和其他微生物与我们生活在一起，影响着我们的生活。他们不仅仅是搭便车的人或乘客。它们是我们身体的组成部分。它们会帮助我们消化食物。它们保护我们免受其他可能导致疾病的致命微生物的侵害。它们有助于塑造我们的免疫系统，甚至是我们的行为。他们是我们的一部分。
Kat -我想细菌有一点不好的名声，因为我们总是认为它们会引起疾病。最近我们才有了另一种观点，认为它们实际上可能是我们生活中非常重要的一部分?
艾德:我认为人们知道这一点其实已经很久了，但这是一个相当被忽视的概念。所以，即使像巴斯德这样的人也对微生物的有益作用有所认识。但你是对的，我们通常认为微生物是导致疾病的原因。所以，你会听到没完没了的新闻报道说:“你的手机或键盘上的细菌比马桶座圈上的细菌还多。”这里的暗示是细菌是死亡和污秽的标志，有不好的东西你想要摆脱和摧毁。但事实并非如此。很明显，有些微生物会让我们生病。但可能还有更多的东西实际上对我们有帮助，或者在最坏的情况下，是完全中立的。在人类或任何动物出现之前，细菌已经在地球上生存了数十亿年。所以，我们生活在他们的世界里，我们在他们的世界里进化。
如果你说我身上到处都是细菌，我的皮肤里，我的肠道里。它们是从哪里来的?
艾德:人们普遍认为人是天生不育的，所以子宫就是一个无菌的泡泡，里面只有婴儿。现在，这可能是正确的，也可能不是完全正确的，但事实是，当孩子从母亲那里出生时，大多数细菌都被植入了孩子体内。所以，不要说得太细，当你出生的时候，你身上覆盖着厚厚的微生物，然后成为你的。他们会殖民你的其余部分。它们会进入你的嘴里。基本上是从妈妈那里遗传的。很多动物都会这么做。有些人在未受精卵时就遗传了微生物。有些人在出生的时候就得到了。其他的则从妈妈提供的东西里吃。
我们在新闻里看到有好细菌和坏细菌。这是一个公平的定义吗?我看着我的手。它肯定被细菌覆盖了。我怎么知道哪个是好的哪个是坏的?
艾德:所以，我认为有些细菌，你可以合理地归类为有害细菌。因此，导致鼠疫的鼠疫耶尔森氏菌可能是有害的，导致炭疽的炭疽芽孢杆菌，我想你也可以称之为有害的。但在大多数情况下，这些定义并不适用。比如说，生活在我们肠道里的细菌，它们在我们的生活中扮演着重要的角色，帮助消化我们的食物，但它们也会反抗。如果它们穿过肠道进入血液，就会引起非常强烈的免疫反应。所以，同样的细菌在一个环境中可能是好的，如果你把它们移动几毫米，它们就会突然变得有害和危险。所以，这些好与坏的概念，取决于地点，时间和背景。
凯特:最近，我们听说了很多关于基因测序的事情，人们阅读基因序列，不同细菌的DNA序列，微生物群，这些研究中出现了什么样的东西，因为我们听到了很多关于它们的事情，但很难知道它们是什么意思?
很明显，细菌在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，我认为强调这一点并不夸张。我们习惯于认为自己是独立的个体，我们生活在自己的蒸汽下，我们的行为在自己的意志下，我们在自己基因组的指示下从一个卵子成长为这个复杂的有机体。所有这些都因为细菌的存在而变得复杂。所以，我们知道细菌影响我们的发育，它们影响我们的行为，它们影响我们的生理，但我们也知道细菌影响我们的健康。因此，许多研究比较了健康人群和患有疾病或各种健康问题的人群，从肥胖到糖尿病再到结肠癌，并将他们的微生物群与健康人群进行比较。他们发现了差异。现在，我想这意味着什么还不清楚。在某些情况下，我们有更好的证据表明细菌是导致这些情况的原因。但在其他情况下，尚不清楚微生物组的变化是否只是随波而动，它们是否是疾病的结果而不是原因。
是某些人的肠道细菌使他们发胖，还是因为他们胖，他们有不同的肠道细菌?
Ed:完全正确，或者可能是两者的循环。我认为这是目前有点炒作的地方。现在，微生物群与太阳底下几乎所有的健康状况都有联系。人们写了评论说，也许微生物群在宗教行为或人类文化和行为的各个方面背后起着作用。
凯特-这只是个bug。
艾德:没错。一切都与微生物群有关。为什么我在星期二感到悲伤?微生物!为什么我现在很想喝咖啡?微生物!
我们只是细菌的载体。
我们是，我想，很明显，我们不是。我认为这就是围绕科学的炒作走得太远的地方。我们得把它吸回去。我们现在需要的是一些严谨的科学，不仅仅是比较不同人的模式，而是建立因果关系。细菌的实际结果是什么，反之亦然，它们是如何影响我们的健康的?这些事情背后的机制是什么?
Ed Yong的《I Contain Multitudes》将于2016年出版。
一个吻会伴随多少细菌?
与格拉斯哥大学的Marcello Riggio博士合作
你的直觉从你的嘴开始。格拉斯哥大学的马塞洛·里吉奥博士对克里斯·史密斯解释说，他研究了生活在那里的细菌，以及当细菌数量失衡时会发生什么。
Marcello -口腔是一个细菌非常丰富的环境，事实上，与身体的其他部位相比，人们可能会惊讶地发现，它确实是人体最多样化的部位之一。人类口腔中大约有1000种不同的细菌，尽管我们大多数人通常只携带75种不同的细菌。口腔是细菌生长的绝佳场所。它的pH值相当中性，温度约为36度。所以，它确实是细菌生长的完美环境。
克里斯-食物也随时准备好了。
马塞洛:当然。细菌可以从宿主的唾液中获取食物，也可以从牙齿之间的食物残渣中获取食物，这就是为什么用牙线清洁牙齿非常有益，可以最大限度地减少细菌代谢，尤其是我们之前提到的有害细菌。
克里斯:现在，当你谈到用牙线剔牙时，我认为这是很重要的一点，因为牙医中有一句老话，你不需要用牙线剔所有的牙齿，只需要保留那些你想保留的牙齿。但同样，新西兰的科学家们首先发现，现在世界各地的科学家都发现，如果你患有严重的牙龈疾病，令人惊讶的是，这也与心脏病有关。
马塞洛:是的。牙龈疾病有两种形式。本质上，不那么严重的一种叫做牙龈炎，是牙龈的炎症，牙龈会出血，我们大多数人都会时不时地受到影响。我们刷牙，然后吐一点血。但更严重的牙龈疾病被称为牙周炎，如果牙龈炎没有通过良好的口腔卫生、使用牙线、使用漱口水和刷牙来治疗，情况会严重得多。你会患牙周炎，如果不及时治疗，会导致周围组织和骨骼的破坏，最终导致牙齿脱落。现在，这是一个特别的问题因为患有牙周病的人，患更严重疾病的几率要高得多因为患有牙周病的人口腔中的细菌可以进入血液并通过血液传播到身体的其他部位从而导致威胁生命的疾病。比如心脏病，中风，糖尿病，痴呆，风湿性关节炎，甚至早产，心内膜炎，心内膜炎是一种心脏底层和心脏元音的感染。这些都与牙龈疾病的出现有关，特别是牙周炎，这是一种更严重的形式。
克里斯:问题是每次人们刷牙的时候，他们的血液里都会有一些细菌，不是吗?因此，血液中少数细菌的表现与这种似乎与心脏病和中风等疾病有关的更明显的炎症形式之间一定存在差异。
马塞洛:是的，没错。我们有所谓的瞬态细菌。这是我们用来描述细菌进入血液的术语。但是，即使是吃一个苹果或刷牙，也会产生一种非常短暂的少量细菌，这些细菌确实会进入血液。但在少数情况下，免疫系统可以很好地应对血液中的外来细菌，并将其清除。问题是，当你有更严重的疾病，如牙龈疾病，牙周炎，你会有大量的细菌进入血液，这往往会压倒免疫系统。特别是拔牙或进行各种形式的牙科治疗、根管治疗等。这些细菌进入血液的程度要严重得多，它们不容易被免疫系统清除。
除了用牙线清洁牙齿，你还能做些什么来保持口腔健康呢?比如，我们能不能像益生菌酸奶对肠道的作用一样，对口腔的作用。
是的，益生菌一直在推广，我们经常在电视上看到领先品牌的广告。话虽如此，最近有一些科学研究质疑益生菌的有效性。有证据表明，益生菌可以增强天然免疫力，因为它们将有益细菌引入肠道和口腔。要让益生菌中的有益细菌稳定地进入口腔，让它们在口腔中定居或安家，要困难得多。
克里斯-很明显，情人节已经不远了。当你亲吻某人的时候，你是不是真的很有趣，因为我们的制片人乔治亚在这里写道，“你是在和你正在亲密接触的人进行微生物的交流吗?”
马塞洛——确实如此，我并不想让人们不去亲吻，但最近的一项研究确实表明，在一个10秒的亲密亲吻中，大约有8000万个细菌被传播。这些研究人员所做的是，他们观察一对对夫妇，给其中一位夫妇一杯含有容易识别的细菌的益生菌饮料。他们观察了接吻前后舌头上的细菌数量和唾液样本。他们发现，接受唾液的伴侣唾液中的细菌，即益生菌饮料中的细菌，增加了三倍，而舌头上的细菌保持稳定得多。此外，他们还发现，一对夫妇接吻的次数越多，他们唾液样本中的细菌就越相似。很明显，如果你和别人住在一起，就会有各种各样的机制来分享细菌。你们有共同的生活方式，也许有相似的饮食和个人护理习惯。
古代人类的肠道里生活着什么?
科罗拉多大学博尔德分校的杰西卡·梅特卡夫博士
很明显，我们的细菌至少在我们健康的某些方面起着重要作用。但是我们的现代生活方式对生活在我们体内的细菌种类有影响吗?
看待这个问题的一种方法是考虑我们祖先的微生物群;但是细菌不容易变成化石，这使得这有点困难。但科罗拉多大学博尔德分校的杰西卡·梅特卡夫并没有对此感到沮丧;也许她是……
杰西卡:通过研究我们祖先的微生物，我们可以把它和我们今天的微生物进行比较，看看我们错过了什么。所以，我们知道，由于我们广泛使用抗生素，严格的卫生习惯，在室内呆的时间太长，以及我们更多的高脂肪，高蛋白饮食，缺乏纤维，我们可能已经大大改变了我们的肠道微生物群。那么，问题是，我们过去有什么?我们怎么算出来呢?其中一种方法是观察我们祖先的微生物它们保存在世界各地的粪便中。我们通常通过研究粪便来表征肠道微生物群，因为当你大便时，结肠里的所有微生物也会出来。所以，这给了我们一个很好的，简单的方法来了解肠道里的东西。因此，我们已经能够研究来自北美和中美洲洞穴的粪便物质，来自英格兰的维京人厕所，偶尔也会研究自然木乃伊化的人类遗骸。
凯特:那么，当你得到这样的样本时，你是如何研究它的呢?你在寻找什么?你是如何治疗的?
杰西卡:因为这些粪便样本已经在任何地方存在了几百年，几千年了，我们真的很担心污染。因此，我们与一个古老的DNA实验室合作，因此，清洁的实验室有助于保护样本免受进一步的环境污染，同时，允许我们真正干净地去除这些样本的外层，比如用德雷尔钻和漂白剂，这样我们就可以把DNA从中间提取出来，因为它最有可能避免土壤或其他环境微生物的污染。
凯特:通过研究这些样本，通过研究它们的DNA，你发现了什么?我们今天的肠道细菌和我们之前的祖先的肠道细菌有什么不同?
杰西卡:我们发现了一些非常非常有趣的结果。所以，我们肯定了我们的假设，今天生活在西方社会的人们缺少一些微生物。所以总的来说，我们肠道微生物群中的微生物多样性或数量要低得多。因此，我们发现我们不仅失去了特定的细菌，比如密螺旋体的多样性，而且，我们拥有的不同菌株的细菌，我们只是没有那么多不同的类型了。实际上，另一个非常有趣的发现是，我们不仅缺少细菌，也缺少微观的真核生物。真核生物像我们一样有核细胞，真核生物，植物，真菌。但大多数真核生物实际上是微观的，我们通常认为它们是寄生虫。但是这些小的真核微生物中的一些可能是有益的，或者至少是无害的，我们现在几乎完全没有在西方人群中发现它们。
Kat -我想问，很明显，有大量的细菌和寄生虫可能是好事也可能是坏事，我们今天确实有这样的假设，我们的现代生活很糟糕，会让我们生病。你认为我们的微生物群从过去到现在有什么不同吗?像我这样的人，我住在城市里。这真的会对我造成伤害吗?它会导致那些似乎更折磨我们现代人的疾病吗?
杰西卡:嗯，我认为唯一诚实的回答是我们真的不知道。有研究表明，一些自身免疫性疾病以及由于缺乏足够的这些微生物而对我们的免疫系统产生的影响可能是真实存在的。但这是非常复杂的选择一个部分是非常复杂的。但我认为，总的来说，我们知道像吃纤维这样的东西会增加我们微生物的多样性，这很可能是一件好事。
肠道细菌会影响你的大脑吗?
与科克大学学院的John Cryan教授合作
除了帮助消化和防止有害细菌，越来越多的证据表明，我们的肠道微生物还可以影响我们的行为，甚至影响大脑的发育方式。爱尔兰科克大学的神经学家约翰·克赖恩正在对此进行研究，他向克里斯·史密斯概述了最新的研究成果。
约翰:你的肠道信号传递给大脑的整个概念可能并不新鲜，因为我们在我们的语言中使用它，就像直觉和直觉一样。这其中的实际途径现在只是慢慢地被发现我们一直在研究的是。特别是，有一种叫做迷走神经的神经，它对于将外周神经的信号传递到大脑非常重要。我们已经证明，这至少对细菌的某些影响很重要。我们知道细菌可以产生多种影响生理不同方面的神经化学物质。细菌产生的一些化学物质如果进入血液，就会进入大脑，实际上会影响大脑功能。这是我们正在研究的另一个领域。
克里斯-那么，你有什么证据证明这可能真的发生了?
约翰:目前大多数的证据都来自于对老鼠的研究，我想我们首先发现的事实是，如果压力对肠道中这些细菌的特征有长期的影响。
此外，我们和其他人都已经证明，如果你把细菌拿走，在动物身上创造一个无菌的环境，你的应激反应会大大增加。因此，正常的应激反应取决于你的肠道中是否有合适的细菌。因此，我们提出了另一个问题，我们能否通过针对肠道内的细菌来调节应激反应?
所以我们做了一些研究，我们给一些成年老鼠喂食特定的细菌，我们发现这些老鼠更加冷静，放松，并且确实有同样的压力反应。因此，当我们观察迷走神经是否参与其中时，我们发现这些都依赖于迷走神经通路的信号。
Chris -那么，你的理论可能是细菌在某种程度上调整了肠道的生物化学它们所在的位置然后被迷走神经接收并传递到大脑然后大脑就改变了大脑的行为?
约翰:当然!
克里斯:那么，服用大量抗生素并清除这些细菌可能意味着什么呢?许多生活在肠道中的健康细菌或所谓的好细菌，可能会有改变情绪的作用吗?
John -老实说，这方面的研究还没有真正进行过。也就是说，我们和其他人已经证明，早期抗生素的影响会对以后的生理产生广泛的影响。
我们已经证明，早期接触过抗生素的动物内脏疼痛和腹部疼痛会增加。所以，这些研究表明，如果你在成年期需要服用抗生素，真的，没有强有力的证据表明这对大脑和行为有不良影响。但也许在神经发育更敏感的时期，这一点会更强。
克里斯:你认为我们是否可以将其推断到其他事情，比如母乳喂养或剖腹产?这两种情况都与肠道菌群的变化有关，而且肠道菌群的变化似乎会持续到成年。因此，在母乳喂养或非母乳喂养的动物身上做过实验，它们长大成人后肠道里的细菌种类完全不同，剖腹产手术也是如此。你认为这会产生一些影响吗?
约翰:当然!我认为这是一个非常令人兴奋的领域，但到目前为止一直被忽视。我们知道，尤其是在生命的早期，你提到的一些因素，分娩方式和营养供应方式是我们控制肠道微生物群的两种最重要的方式。因此，人们开始关注这个问题并尝试用机械的方法来解决这个问题。
事实上，我们有一些初步的数据表明出生有长期的影响。至少在动物中，通过剖腹产出生的婴儿与正常分娩出生的婴儿相比。文献并不是很清楚。
我们知道在剖腹产出生的婴儿中，哮喘和过敏以及其他自身免疫性疾病的发病率会增加。但与神经发育障碍的联系还不是那么明确，但它值得更多的研究，这是我们现在正在做很多调查的事情随着剖腹产率的上升特别是在发展中国家的选择性剖腹产，我们需要非常小心，彻底调查。
克里斯-那自闭症的问题呢?肠道和自闭症之间有什么联系吗?
约翰:我们在研究缺乏细菌的老鼠时发现，这些是我们所说的无细菌细胞。他们就像泡泡里的老鼠，就像泡泡里的男孩。
这些动物长大后，我们发现它们的大脑和行为发生了很多不同的变化。这些变化在男性中比在女性中更为普遍。
这是令人惊讶的。所以，这种想法，比如自闭症是一种疾病男性的患病率是女性的四倍。因此，我们开始探索社会行为这是自闭症的主要症状之一这些缺乏细菌的老鼠有明显的社会缺陷。所以，为了有正常的社交行为，我们的肠道里需要有正常水平的细菌。加州理工学院的研究很清楚，也很有趣。他们在自闭症小鼠模型中展示了肠道微生物群的差异，漏肠的差异，他们可以通过在断奶后给予特定的细菌来戏剧性地逆转这些行为。因此，这打开了一个概念，至少在未来，有可能发展细菌干预自闭症。
Trans-poo-sion:粪便移植
与伦敦卫生和热带医学学院的Brendan Wren教授合作
艰难梭菌是一种令人讨厌的细菌，仅在英国，每年就有超过1万例感染。它会导致严重的长期腹泻和肠道炎症，对于老年人和接受抗生素治疗的病人来说，这是一个特别的问题，因为抗生素会消灭他们体内的“好细菌”。对于这些感染可以做些什么?最近，粪便移植或“转位”的想法得到了越来越多的关注。来自伦敦卫生和热带医学学院的微生物学家Brendan Wren向Kat Arney解释了这个(听起来相当不愉快)想法背后的科学原理。
布兰登:嗯，这是25年前的一个相当老的想法。正如你所提到的，艰难梭菌是一种接管肠道的有机体，当你服用抗生素时，它会导致严重的疾病，甚至危及生命。其中一个问题是你会一次又一次地复发。在绝望的情况下，因为这是一件非常戏剧性和绝望的事情试图重建你的微生物群的平衡，就是进行粪便移植。所以从本质上讲，要尝试替换你失去的细菌并重新建立平衡。有趣的是，这种方法已经有效了好几年，越来越多的这种方法在世界范围内得到了应用，正如你提到的，它越来越受欢迎。
这真的是便便吗?我的意思是，让我们在这里做一些细节。抱歉，如果有人在吃晚饭。这是便便吗?哪一端进去，它是如何工作的?
Brendan:这是便便，所以人们可以有自己的或者他们的伴侣，现在越来越普遍的是便便银行的想法。所以，在你自己的粪便中，你显然有自己的微生物，你需要开始建立平衡。是的，它确实是这样的，它是在运动的情况下口服的，所以它可以让你重新建立你的肠道微生物群。
这是一种药丸里的便便还是一种便便奶昔?
布伦丹-我想更像是一粒药丸里的便便。我想问题是，你不知道你放入了什么微生物，它可能会指向一些有害的微生物。有些国家，他们拒绝这样做，但是，有些病人真的很绝望，艰难梭菌可以杀死人。早在2004年，英国就有8000人死亡。所以，如果你有一个持续的问题，这是一个绝望的措施，但它越来越多地被使用。
凯特:你说越来越多的人使用它，但是有什么证据表明它确实有效呢?这方面有临床试验吗?
Brendan -最近已经进行了一些临床试验，但由于这是一种绝望的措施，很难得到足够高的数字。所以，这是更多的轶事。我们对我们的研究感兴趣的是我们有一个艰难梭菌的小鼠模型和再感染我们已经能够，在这个时代，正如一位演讲者之前提到的，我们可以很容易地排序，所以我们可以计算出粪便的内容，就细菌而言，这样，我们想做的是得到一种神奇的鸡尾酒如果你喜欢我们知道不会引起疾病的细菌。有了这种鸡尾酒，我们就能以一种更明确的方式重建标记流，而不是便便丸。
凯特-是啊，因为听起来确实有点恶心。我的意思是，我们总是听到广告，益生菌可以帮助我们的健康细菌。人们是否很不愿意接受粪便移植或细菌移植这种稍微干净一点的方式?
Brendan -什么是便便丸的某些令人讨厌的因素，但人们绝望了。如果能救他们的命，他们就会这么做。这就是为什么越来越多的人做了这些因为艰难梭菌在过去的几年里在我们的医院里增加了两倍，特别是对于持续感染，这是一种可能性。
Kat:简单总结一下，我们有时会听到这样的想法，也许你可以从不同的人身上转移粪便，共享你的微生物群，这可能会改变其他特征。例如，你的体重或类似的东西。关于这点有什么证据吗?
Brendan -目前还没有真正的证据。正如你之前的演讲者提到的，你的微生物群与饮食和健康癌症等有关。但我们只是在早期阶段，我认为有了新技术，能够对实际细菌的工作进行排序，我们就有了更合理的方法，但我是微生物组。
Kat -所以，我的狡猾计划，找一个瘦的人，提取一些他们的粪便，然后吃了，现在对我来说是行不通的。
Brendan -我不推荐。
凯特-听起来确实很棒。未来是否有希望进行更大规模的试验?
布兰登:是的，未来肯定会这样，尤其是在美国，很多公司都在这个特定的领域设立了分支机构。便便银行肯定会出现的。你不仅会对自己的基因组进行测序，还会对肠道细菌的基因组进行测序。所以，我相信它会成功的。
为什么汽油会在水面上形成彩虹?
在杰里米·鲍姆伯格教授的帮助下，丹妮尔发现了为什么汽油与水接触时会产生彩虹效应，以及光的行为是如何产生所有这些颜色的。
杰里米:汽油中的有机分子漂浮在水面上，因为它们是疏水性的，也就是说它们不喜欢与水混合。这层汽油在水面上铺开，但并不均匀。在一些地方，它只有一个分子深，而在另一些地方，它要厚得多。光既从汽油表面反射，也从汽油和水之间的下边界反射。
丹妮尔-这意味着一些光线，那些从汽油和水的边界反射回来的光线，必须比直接从汽油表面反射回来的光线传播得更远。
这段较长的旅程可能意味着从汽油水边界反射的光波的波峰和波谷与直接从汽油表面反射的光波不一致。
当这种情况发生时，两个波可以相互抵消，留下一个暗斑。但是因为来自太阳的光是白光，所以它包含了彩虹中所有不同的颜色。在红光中波峰和波谷之间的距离比在蓝光中要大得多。这意味着，当某些颜色的光波在汽油表面以不一致的方式相遇并相互抵消时，其他颜色的光将“同步”地返回到表面，在那里它们可以加在一起，形成一个与该颜色相对应的更亮的斑块。
不同颜色的光有不同的波长。因此，从较低边界反射回来的波，波峰和波谷会发生轻微的移动，这取决于它们穿过汽油层的距离。
因为油的厚度在表面上是不同的，所以不同的地方看起来颜色也不同。谢谢Baumberg教授精彩的回答。
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