有害蛋白质团块干扰大脑功能,今年早些时候由麻省理工学院领导的研究发现,闪光灯和低音蜂鸣可以用来重现疾病中失去的大脑波,从而清除斑块并改善表现出类似阿尔茨海默病行为的小鼠的认知功能。这种技术尚未在人类中进行临床试验,因此现在兴奋还为时过早——众所周知,大脑波在人类和小鼠中的工作方式不同。但是,如果这些早期结果能够复制,它们暗示了一种可能的廉价且无药物治疗常见形式痴呆的方法。如何实现这一效果?
推进之前的研究,该研究显示每秒闪烁40次的光线进入经过工程改造的小鼠的眼睛可以治疗它们的阿尔茨海默病版本,研究人员增加了类似频率的声音,发现这大大改善了他们的结果。当我们将视觉和听觉刺激结合一周时,我们看到了前额叶皮层的参与和淀粉样蛋白的显著减少。这不是第一次研究调查声音在清除大脑中的缠结和淀粉样蛋白和tau蛋白团块中的作用,这些至少部分地导致了这种疾病。
之前的研究表明,超声波爆发使血管足够渗漏,以允许强大的治疗进入大脑,同时鼓励神经系统废物清除专家,即小胶质细胞,加快步伐。几年前,Tsai发现以每秒约40次闪烁的频率闪烁的光线对经过工程改造以在脑神经细胞中积累淀粉样蛋白的小鼠有类似的好处。唯一的问题是这种效果仅限于大脑的视觉部分,错过了对记忆形成和检索至关重要的关键区域。
虽然该方法的实际应用看起来有些有限,但结果指向了一种振荡可以帮助大脑从阿尔茨海默病的影响中恢复的方式。当我们的脑神经元传递信号时,它们还会产生电磁波,帮助保持远程区域的同步,即所谓的'脑波'。这些脑波中最活跃的是伽马频率,在大约每秒30到90波之间波动。Tsai之前的研究表明,这些伽马波在阿尔茨海默病患者中受到阻碍,可能在病理本身中起着关键作用。光只是欺骗大脑部分以伽马频率嗡嗡作响的一种方式。
声音也可以在其他区域实现这一点。与超声的高音尖叫不同,Tsui使用了一个只有40赫兹的低沉噪音,这个声音刚刚高到人类可以听到。将他们的老鼠受试者每天暴露于这种单调的嗡嗡声一小时,持续一周,导致听觉区域淀粉样蛋白积累的显著下降,同时刺激那些小胶质细胞和血管。我们在这里展示的是,我们可以使用完全不同的感官模式在大脑中诱导伽马振荡。作为额外的奖励,它还帮助清除了附近的与记忆相关的重要部分——海马体。
效果不仅在测试受试者的大脑化学中明显。在功能上,接受治疗的鼠在各种认知任务中表现更好。结合之前研究中的光疗,效果更加显著,清除了大脑多个区域的斑块,包括前额叶皮层。那些清理垃圾的小胶质细胞也大显身手。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疾病治疗方法的一大步。将这样的发现转化为人类大脑将需要更多的工作,特别是当伽马波在老鼠和人类阿尔茨海默病大脑中的表现可能存在潜在差异时。
到目前为止,早期测试的安全性表明该过程似乎没有明显的副作用。这项研究发表在《细胞》杂志上。本文的早期版本于2019年3月首次发布。