Σε ένα εργαστήριο στο Ινστιτούτο Picower του MIT για την εκμάθηση και τη μνήμη, οι κοόρτες των ποντικών με τεχνητά επελθούσα Αλτσχάιμερ έχουν πάρει μια ασυνήθιστη νέα θεραπεία: Περιορισμένες σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, εκτίθενται σε οπτική διέγερση με τη μορφή λευκών LED που αναβοσβήνει ταχέως λωρίδες.
σχετικό περιεχόμενο
- Περισσότερα από 30 χρόνια από την ανακάλυψή τους, τα Prions εξακολουθούν να γοητεύουν, μας τρομάζουν και μας θυμίζουν
Τα φώτα που αναβοσβήνουν, τα οποία τρέχουν στα 40 χέρτσες ή 40 φορές το δευτερόλεπτο, μοιάζουν λιγότερο με ένα στροβοσκόπιο σε μια λέσχη και μοιάζουν περισσότερο με την αστραπιαία αστέρια, λέει ο Li-Huei Tsai, συγγραφέας της μελέτης, ο οποίος εμφανίστηκε στη Φύση . Αυτοί οι ποντικοί, χωρισμένοι σε ομάδες για διαφορετικούς τύπους θεραπείας και ελέγχους, παρουσιάζουν βελτίωση στα συμπτώματα που σχετίζονται με το Alzheimer-ειδικά τη μείωση της β-αμυλοειδούς πλάκας που σχετίζεται με την ασθένεια.
Αν και η σχέση μεταξύ της νόσου και της αιτίας της πλάκας στον εγκέφαλο δεν είναι απολύτως σαφής και παρόλο που το πείραμα διεξήχθη σε ποντίκια γενετικά προγραμματισμένα να έχουν την ασθένεια, η έρευνα θα μπορούσε να υποδηλώνει τόσο μια νέα κατανόηση της διαδικασίας πίσω από ασθένεια και μια μη επεμβατική θεραπεία για αυτό.
Η ιδέα πίσω από τη μελέτη ήταν να επηρεάσει τις ταλαντώσεις γάμμα, ένα μέτρο της ρυθμικής δραστηριότητας μεταξύ των νευρώνων που κυμαίνεται από 25 έως 80 hertz. Τσάι, η οποία είναι καθηγητής της νευροεπιστήμης στο MIT, και το εργαστήριό της προσπάθησε παλμούς από 20 σε 80 Hz και διαπίστωσε ότι το 40 ήταν το γλυκό σημείο.
"Νομίζω ότι αυτή είναι η πρώτη μελέτη, που δεν δείχνει απλώς ότι η ταλάντωση γάμμα έχει επίδραση στα επίπεδα βήτα αμυλοειδούς, αλλά στην πραγματικότητα είναι η πρώτη μελέτη που σκεφτόμαστε ακόμη και τις ταλαντώσεις γάμμα και τις μοριακές και κυτταρικές αλλαγές στον εγκέφαλο", λέει ο Tsai.
Δεν είναι όμως η πρώτη μελέτη που εξετάζει τις γενικές ταλαντώσεις εν γένει. Τον τρόπο πίσω από το 1989, στη Φύση, ο Wolf Singer και το εργαστήρι του έδειξαν επίσης ότι τα 40 Hz ήταν ένα σημαντικό ποσοστό. "Αυτό που κάνει είναι ότι προκαλεί υψηλή συγχρονικότητα", λέει ο Singer, συγκρίνοντάς τον με ένα βηματοδότη.
Ο τραγουδιστής διαπίστωσε ότι οι οπτικά επαγόμενες ταλαντώσεις γ θα μπορούσαν να εξαπλωθούν στον εγκέφαλο, συγχρονίζοντας διαφορετικά μέρη με τον ίδιο ρυθμό, κάτι που πιστεύει ότι εξηγεί πώς ο εγκέφαλός μας συντονίζεται. Στις δεκαετίες που ακολούθησαν, το πεδίο ήταν αμφιλεγόμενο και συχνά μελετήθηκε, συχνά με εμφύτευση ηλεκτρονίων στο κρανίο ή στον εγκέφαλο για να προκαλέσει ταλαντώσεις. Έχει αποδειχθεί ότι επηρεάζει τη μνήμη, την προσοχή, τη συνείδηση, ακόμη και τη σχιζοφρένεια, αλλά η εφαρμογή του Tsai για τη χρήση φώτων για να την επηρεάσει στο Αλτσχάιμερ είναι νέα.
"Αυτό που έκαναν είναι ότι αντιστρέφονταν την αιτιότητα, είπαν, ίσως είναι η διαταραγμένη χρονική δυναμική του συστήματος που προκαλεί την κατάσταση ασθενείας", λέει ο Singer. Αν και έχει αποδειχθεί προηγουμένως ότι οι ταλαντώσεις γάμμα έχουν εξασθενηθεί σε άτομα με Αλτσχάιμερ, ήταν αυτή η επιθεώρηση του χρονοδιαγράμματος που οδήγησε Tsai στο πείραμά της.
"Αρχικά θέλαμε να μάθουμε πόσο νωρίς συμβαίνει αυτή η βλάβη", λέει ο Tsai. "Αν συμβεί αργά, ταυτόχρονα με την εξασθένιση της μνήμης και άλλες βλάβες που συμβαίνουν, τότε οι διαταραχές των ταλαντώσεων θα μπορούσαν απλώς να είναι μία από τις συνέπειες της νόσου. Αλλά εάν εμφανιστεί νωρίς, έχει τη δυνατότητα να συμβάλει στην εκδήλωση της νόσου. "
Δεν είναι απολύτως σαφές γιατί οι επαγόμενες ταλαντώσεις γάμμα φαίνεται να οδηγούν σε λιγότερη πλάκα, αλλά ο Tsai έχει μερικές ιδέες. Πρώτον, η δημιουργία της ίδιας της πλάκας φαίνεται ότι καταστέλλεται. Αυτό είναι ιδιαίτερα εκπληκτικό, λέει ο Tsai, λόγω του μεγέθους - είδαν μια μείωση κατά 50 τοις εκατό - και επειδή δεν υπήρχε άμεση σχέση μεταξύ των ταλαντώσεων γάμμα και της β-αμυλοειδούς πλάκας.
Ένα άλλο χαρακτηριστικό που παρατηρείται στο Alzheimer είναι η δυσλειτουργία των κυττάρων microglia. Συνήθως θεωρούνται τα ανοσοκύτταρα του εγκεφάλου, καθαρίζοντας τα τοξικά υλικά και τα συντρίμμια, αποτυγχάνουν να λειτουργήσουν ή ακόμη και να προκαλέσουν φλεγμονή στους ασθενείς με Αλτσχάιμερ. "Η συνήθης λειτουργία τους είναι να καθαρίσουν τα τοξικά υλικά και τα συντρίμμια γύρω από τον εγκέφαλο και να κρατήσουν όλους ευτυχισμένους", λέει ο Tsai. Δεδομένου ότι η μελέτη έδειξε αυξημένη λειτουργία μικροκυττάρων κάτω από τη θεραπεία, οι ερευνητές υποστήριξαν ότι αυτό μπορεί να είναι ένας από τους τρόπους - μαζί με την πρόληψη της γένεσης νέας πλάκας - ότι οι ταλαντώσεις συμβάλλουν στη μείωση της πλάκας.
Επειδή οι ταλαντώσεις προκαλούνται οπτικά, η μείωση της πλάκας που παρατηρείται από τη μελέτη περιορίζεται στον οπτικό φλοιό του εγκεφάλου και φαίνεται να φθείρεται περίπου μια μέρα. Άλλες επερχόμενες έρευνες περιλαμβάνουν την αύξηση της διάρκειας του πειράματος, για να διαπιστωθεί εάν οι επιδράσεις θα διαρκέσουν περισσότερο και θα εξαπλωθούν στον εγκέφαλο, όπως πρότεινε η έρευνα του Singer. Μπορεί ακόμη και να είναι χρήσιμη σε άλλες ασθένειες που παρουσιάζουν μη φυσιολογικές ταλαντώσεις γάμμα, όπως ο αυτισμός και οι ψυχιατρικές διαταραχές, λέει ο Tsai. Έχει ιδρύσει μια εταιρεία που ονομάζεται Cognito Therapeutics για να εργαστεί για τις ανθρώπινες δοκιμές.
