В лаборатории Института изучения и памяти им. Пикауэра при Массачусетском технологическом институте когорты мышей с искусственно вызванной болезнью Альцгеймера получают необычное новое лечение: в темной комнате они подвергаются визуальной стимуляции в виде быстро мигающего белого светодиода. полосы.
Связанный контент
- Более 30 лет с момента их открытия, Прионы все еще очаровывают, пугают и загадывают нас
Мигающие огни, работающие на частоте 40 Гц или 40 раз в секунду, меньше напоминают строб в клубе и больше похожи на мерцающие звезды, говорит Ли-Хуэй Цай, автор исследования, появившегося в Природе . Эти мыши, разделенные на группы для различных видов терапии и контроля, демонстрируют улучшение симптомов, связанных с болезнью Альцгеймера, в частности уменьшение бета-амилоидного налета, связанного с заболеванием.
Хотя связь между заболеванием и причиной образования зубного налета в мозге не совсем ясна, и хотя эксперимент проводился на мышах, генетически запрограммированных на заболевание, исследования могут показать как новое понимание процесса, стоящего за болезнь и неинвазивное лечение для него.
Идея исследования заключалась в том, чтобы повлиять на гамма-колебания, меру ритмической активности среди нейронов, которая колеблется от 25 до 80 Гц. Цай, профессор неврологии в Массачусетском технологическом институте, и ее лаборатория пробовали импульсы от 20 до 80 Гц и обнаружили, что 40 - это самое приятное место.
«Я думаю, что это первое исследование, которое не просто показывает, что гамма-колебания влияют на уровни бета-амилоида, но на самом деле это первое исследование, которое даже задумывается о гамма-колебаниях и молекулярных и клеточных изменениях в мозге», - говорит Цай.
Впрочем, это не первое исследование, которое рассматривает гамма-колебания в целом. Еще в 1989 году в « Природе» Вольф Сингер и его лаборатория также продемонстрировали, что частота 40 Гц является важным показателем. «То, что он делает, вызывает высокую синхронность», - говорит Сингер, сравнивая его с кардиостимулятором.
Сингер обнаружил, что визуально индуцированные гамма-колебания могут распространяться по всему мозгу, синхронизируя различные части в одном и том же ритме, что, как он считает, объясняет, как наш мозг координирует себя. В последующие десятилетия поле было спорным и часто изучалось, часто путем имплантации электронов в кожу головы или мозг, чтобы вызвать колебания. Было показано, что он влияет на память, внимание, сознание и даже шизофрению, но применение Цаи использования света для воздействия на него при болезни Альцгеймера является новым.
«То, что они сделали, они обратили причинно-следственную связь, по их словам, возможно, именно нарушенная временная динамика системы вызывает заболевание», - говорит Сингер. Хотя ранее было показано, что гамма-колебания нарушаются у людей с болезнью Альцгеймера, именно эта проверка графика времени привела Цай к ее эксперименту.
«Изначально мы хотели знать, как рано это нарушение происходит?» - говорит Цай. «Если это происходит поздно, одновременно с ухудшением памяти и другими повреждениями, то ослабленные колебания могут быть лишь одним из последствий заболевания. Но если это происходит рано, у этого есть потенциал, чтобы способствовать проявлению болезни. ”
Не совсем понятно, почему индуцированные гамма-колебания приводят к снижению зубного налета, но у Цая есть пара идей. Во-первых, кажется, что поколение самой таблички подавлено. Это особенно удивляет, говорит Цай, из-за величины - они увидели 50-процентное снижение - и потому что не было обнаружено прямой связи между гамма-колебаниями и бета-амилоидной бляшкой.
Другой отмеченной особенностью, наблюдаемой при болезни Альцгеймера, является дисфункция клеток микроглии. Обычно считаются иммунными клетками головного мозга, очищающими токсичные вещества и мусор, они не функционируют или могут даже вызвать воспаление у пациентов с болезнью Альцгеймера. «Их нормальная функция - очищать мозг от токсичных веществ и мусора, чтобы все были довольны», - говорит Цай. Поскольку исследование показало увеличение функции клеток микроглии при лечении, исследователи пришли к выводу, что это может быть одним из способов - наряду с предотвращением возникновения нового зубного налета - что колебания способствуют уменьшению зубного налета.
Поскольку колебания индуцируются визуально, уменьшение зубного налета, наблюдаемое в ходе исследования, ограничивается зрительной корой головного мозга и, по-видимому, проходит через день. Другое предстоящее исследование включает в себя увеличение продолжительности эксперимента, чтобы увидеть, будет ли эффект длиться дольше и распространится по всему мозгу, как показали результаты исследования Сингера. Это может быть даже полезно при других заболеваниях, которые показывают аномальные гамма-колебания, такие как аутизм и психические расстройства, говорит Цай. Она основала компанию Cognito Therapeutics для работы над испытаниями на людях.
