小鼠体内干扰大脑功能的有害蛋白质团块仅通过光和声音就被部分清除。
麻省理工学院领导的研究发现,频闪灯和低音嗡嗡声可以用来重建在这种疾病中丢失的脑电波,从而消除斑块并改善经过改造的小鼠的认知功能,这些小鼠表现出类似阿尔茨海默氏症的行为。
这有点像利用光和声音来触发自己的脑电波来帮助对抗疾病。
这项技术尚未在人类身上进行临床试验,所以现在兴奋还为时过早——众所周知,脑电波在人类和小鼠中的工作方式不同。
但是,如果重复的话,这些早期结果暗示可能有一种廉价且无需药物的方法来治疗常见的痴呆症。
那么它是怎样工作的?
推进之前的研究向工程小鼠的眼睛显示每秒 40 次的闪光,并接受了他们的版本当疾病发生时,研究人员添加了类似频率的声音,发现它极大地改善了他们的结果。
“当我们将视觉和听觉刺激结合起来一周时,我们看到前额皮质的参与和淀粉样蛋白的显着减少,”研究人员之一蔡立慧 (Li-Huei Tsai) 说道来自麻省理工学院 Picower 学习与记忆研究所。
这并不是第一项研究声音在清除大脑中 tau 蛋白和淀粉样蛋白缠结和团块方面的作用的研究至少承担部分责任对于这种疾病。
之前的学习研究表明,超声波的爆发使血管有足够的渗漏,从而使强大的治疗方法能够进入大脑,而也令人鼓舞神经系统的废物清除专家,小胶质细胞,加快步伐。
几年前,Tsai 发现,每秒闪烁 40 次左右的光闪烁对于经过基因工程改造、在大脑神经细胞中形成淀粉样蛋白的小鼠也有类似的好处。
“结果是如此令人难以置信,如此强大,这个想法花了一段时间才被接受,但我们知道我们需要找到一种方法在人类身上尝试同样的事情,”蔡告诉海伦·汤姆森自然当时。
唯一的问题是这种效应仅限于大脑的视觉部分,错过了有助于记忆形成和检索的关键区域。
虽然该方法的实际应用看起来有点有限,但结果指出了振荡可以帮助大脑从阿尔茨海默病的控制中恢复过来。
当我们大脑的神经元传输信号时,它们也会产生电磁波,帮助远程区域保持同步,即所谓的“脑电波”。
其中一组振荡被定义为伽马频率,以每秒约 30 至 90 波的速度在大脑中荡漾。 当我们集中注意力、搜索记忆以了解正在发生的事情时,这些脑电波最为活跃。
蔡氏之前的研究曾提出,这些伽马波在阿尔茨海默氏症患者中受到阻碍,并且可能在病理本身中发挥关键作用。
光只是欺骗大脑部分以伽马调嗡嗡作响的一种方法。 声音也可以在其他领域解决这个问题。
而不是高亢的尖叫声超声波,Tsui 使用了低得多的嗡嗡声,仅为 40 赫兹,一种声音只是刚刚够高供人类听到。
让他们的小鼠受试者每天暴露在这种单调的嗡嗡声中一小时,持续一周,就会导致听觉区域中淀粉样蛋白的数量显着下降,同时也会刺激这些小胶质细胞和血管。
“我们在这里证明的是,我们可以使用完全不同的感觉方式来诱发大脑中的伽马振荡,”蔡说。
作为额外的好处,它还有助于清理附近的海马体——与记忆相关的重要部分。
这种影响不仅仅体现在测试对象的大脑化学反应中。 从功能上讲,接受治疗的小鼠在一系列认知任务中表现更好。
加上之前研究中的光疗法,发现了更显着的效果,清除了大脑多个区域的斑块,包括前额皮质。 那些清理垃圾的小胶质细胞也进城了。
“这些小胶质细胞只是在斑块周围堆积起来,”蔡说。
发现神经系统清除废物和同步活动的新机制是开发各种神经系统疾病治疗方法的一大进步。
将这样的发现转化为人脑需要更多的工作,特别是当有潜在的对比伽马波如何出现在小鼠和人类阿尔茨海默病患者的大脑中。
到目前为止,早期的安全性测试表明该过程似乎没有明显的副作用。
这项研究发表于细胞。