Terapia światłem i dźwiękiem może poprawić funkcjonowanie mózgu
Nowe badania na myszach pokazują, że innowacyjna terapia stymulująca światłem i dźwiękiem może usunąć toksyczną płytkę nazębną w mózgu i zmniejszyć niektóre objawy choroby Alzheimera i zaburzenia funkcji poznawczych.
Cechą charakterystyczną choroby Alzheimera w mózgu jest tworzenie się blaszek beta-amyloidowych i amalgamacja tau, toksycznego białka, które zakłóca prawidłowe funkcjonowanie sieci neuronowych.
Ostatnie badania sugerują, że osoby z tą formą upośledzenia funkcji poznawczych również doświadczają zakłóceń fal mózgowych.
Neurony (komórki mózgowe) wytwarzają oscylacje elektryczne o różnych częstotliwościach, które nazywane są „falami mózgowymi”.
Badania wykazały, że w chorobie Alzheimera osoby doświadczają zaburzenia wzorca aktywności fal gamma, fal mózgowych o najwyższej częstotliwości.
W ostatnich latach zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Cambridge odkrył dowody na to, że pewne rodzaje stymulacji światłem mogą przywrócić równowagę fal gamma i zmniejszyć akumulację beta-amyloidu w mysich modelach choroby Alzheimera.
Teraz ten sam zespół, pracujący pod kierunkiem prof. Li-Huei Tsai z MIT, odkrył, że połączenie terapii światłem i dźwiękiem może mieć znaczący wpływ na poprawę funkcjonowania poznawczego w tych mysich modelach.
Zachęceni tymi odkryciami, które pojawiają się w czasopiśmie Komórka, naukowcy organizują obecnie badanie kliniczne w celu przetestowania skutków tej nowatorskiej terapii u ludzi z tym schorzeniem neurodegeneracyjnym.
Stymulacja słuchowa przynosi korzyści
W swoim poprzednim badaniu prof. Tsai i współpracownicy zastosowali zabieg stymulacji światłem, który obejmował wystawianie modeli myszy na migotanie światła o częstotliwości 40 Hz przez 1 godzinę dziennie.
W tym momencie naukowcy odkryli, że to nieinwazyjne podejście pomogło zmniejszyć poziom zarówno blaszek beta-amyloidowych, jak i fosforylowanych białek tau w mózgach gryzoni.
Ponadto zespół zaobserwował, że stymulacja światłem zwiększyła aktywność mikrogleju, rodzaju komórek nerwowych, które odgrywają rolę w odpowiedzi immunologicznej i działają poprzez usuwanie resztek komórkowych.
Jednak te poprzednie badania skupiały się tylko na zmianach w korze wzrokowej mózgu. W ramach bieżących badań naukowcy postanowili pójść o krok dalej i spróbować leczyć inne regiony mózgu, które są zaangażowane w procesy pamięci i uczenia się, za pomocą stymulacji dźwiękowej w celu przywrócenia równowagi fal gamma.
W ten sposób poszli naprzód i wystawili myszy na dźwięki 40 Hz przez 1 godzinę dziennie przez 7 kolejnych dni. Ta stymulacja słuchowa spowodowała zmniejszenie poziomu beta-amyloidu nie tylko w korze słuchowej, ale także w hipokampie, regionie mózgu, który odgrywa kluczową rolę w przetwarzaniu i przywoływaniu wspomnień.
„Pokazaliśmy tutaj, że możemy użyć zupełnie innej modalności sensorycznej do wywołania oscylacji gamma w mózgu” - mówi prof. Tsai.
„Po drugie”, dodaje, „ta wywołana stymulacją słuchową gamma może zmniejszyć patologię amyloidu i Tau nie tylko w korze czuciowej, ale także w hipokampie”.
Co ważniejsze, kiedy naukowcy ocenili wpływ tej stymulacji dźwiękiem na zdolności poznawcze gryzoni, odkryli, że pamięć myszy poprawiła się i że radziły sobie one znacznie lepiej w teście, który wymagał od nich znalezienia wyjścia z labiryntu poprzez przypominanie sobie punktów orientacyjnych.
Pod koniec leczenia zdolność myszy do zapamiętywania obiektów, na które wcześniej wystawili je badacze, również uległa poprawie.
Najlepsze wyniki daje podejście łączone
Pod względem fizjologicznego oddziaływania stymulacja słuchowa nie tylko wyzwoliła aktywność mikrogleju, ale także wpłynęła na naczynia krwionośne i krążenie. To, jak przypuszczają naukowcy, może pomóc w dalszym obniżaniu poziomu toksycznych białek w mózgu.
Zachęcony tymi odkryciami, zespół następnie połączył terapię ze stymulacją światłem i dźwiękiem i był mile zaskoczony, gdy okazało się, że ta terapia ma jeszcze lepszy efekt.
Naukowcy odkryli, że podejście łączone doprowadziło do eliminacji blaszek beta-amyloidu w większej liczbie obszarów mózgu, w tym w korze przedczołowej, która jest niezbędna do funkcjonowania poznawczego wyższego rzędu.
Co więcej, dawał bardziej intensywny impuls do aktywności mikrogleju. „Te mikroglej po prostu układają się jedna na drugiej wokół płytek”, zauważa prof. Tsai, nazywając ten efekt „bardzo dramatycznym”.
„Kiedy przez tydzień łączymy stymulację wzrokową i słuchową, widzimy zajęcie kory przedczołowej i bardzo radykalną redukcję amyloidu”.
Prof. Li-Huei Tsai
Zespół odkrył również, że jeśli przerwie leczenie po pierwszym tygodniu, jego pozytywne efekty znikną w ciągu zaledwie 1 tygodnia, co sugeruje, że specjaliści mogą być zmuszeni do ciągłego stosowania tej terapii.
Prof. Tsai i współpracownicy już przystąpili do upewnienia się, że nowa terapia skojarzona jest bezpieczna dla ludzi i obecnie zapisują uczestników z wczesnymi postaciami choroby Alzheimera do badania klinicznego, które zaprojektowali w celu oceny wpływu leczenia na ludzi.
