Alzheimeres egereket kezeltek a tudósok fénnyel és hanggal, ami drámaian javította az agyuk működését

Az egereket fény és hang egyedülálló kombinációjának tették ki a MIT idegtudósai, amivel megmutatták, hogyan javíthatók a kognitív és mem...

Az egereket fény és hang egyedülálló kombinációjának tették ki a MIT idegtudósai, amivel megmutatták, hogyan javíthatók a kognitív és memória károsodások az Alzheimer-kóros betegeknél.

Ez a neminvazív kezelés, amely a gamma oszcillációknak nevezett agyhullámok kiváltásával jár, szintén jelentősen csökkentette az egerek agyában található amiloid plakkok számát. A plakkokat az agy nagy részén eltávolították, ideértve a kognitív funkciók szempontjából kritikus területeket, például a tanulásért és az emlékezetért felelős régiókat.

"Amikor egy héten keresztül kombináljuk a vizuális és hallásos stimulációt, akkor a prefrontális kéreg bekapcsolódását és az amiloid drámai csökkenését láthatjuk," - mondja Li-Huei Tsai, az MIT Picower Tanulási és Memória Intézetének igazgatója és a tanulmány vezető szerzője. (1)

További tanulmányokra lesz szükség annak meghatározására, hogy az ilyen típusú kezelés eredményes-e az emberek esetében, mondta Li-Huei. A kutatók már elvégeztek néhány előzetes biztonsági tesztet az ilyen típusú stimulációval kapcsolatban egészséges emberi alanyok körében.

A memória javítása

Az agy neuronjai elektromos jeleket generálnak, amelyek szinkronizálódnak, hogy agyhullámokat képezzenek több különböző frekvenciatartományban. A korábbi tanulmányok arra utaltak, hogy az Alzheimer-kóros betegek gamma-frekvenciájú oszcillációiban zavarok lehetnek, amelyek 25 és 80 Hz között vannak (ciklus másodpercenként), és úgy gondolják, hogy hozzájárulnak az agy funkcióihoz, például a figyelemhez, az észleléshez és az emlékezéshez.

2016-ban Li-Huei és kollégái először számoltak be arról, hogy a gamma-oszcillációk helyreállítása milyen jótékony hatással van azon egerek agyára, akikben genetikai hajlam van az Alzheimer-kór tüneteinek kialakulására.

Ebben a tanulmányban a kutatók napi egy órán át 40 hertzes villogó fényt használtak. Megállapították, hogy ez a kezelés csökkentette a béta-amiloid plakkok szintjét és egy másik Alzheimer-rokon patogén markert, a foszforilált tau-proteint. A kezelés stimulálta a hulladékot tisztító immunsejtek, a mikrogliák aktivitását is.

Ebben a tanulmányban a villogó fény által generált javulások a látókéregre korlátozódtak. Új kutatásukban a tudósok arra törekedtek, hogy megvizsgálják, hogy hangstimulációval elérhetnek-e más agyi régiókat, például a tanuláshoz és az emlékezethez szükséges területeket.

Megállapították, hogy a napi egy órás 40 hertzes hangoknak való kitettség hét napon keresztül drámai módon csökkentette a hallókéregben (amely a hangokat dolgozza fel), valamint a hippokampuszban, a kulcsfontosságú memóriahelyen található béta-amiloid mennyiségét, amely közel van a hallókéreghez.

"Itt azt mutattuk be, hogy egy teljesen más érzékszervi módszert használhatunk az agy gamma-rezgéseinek indukálására. Másodszor, ez a hallás stimuláció által kiváltott gamma rezgés csökkentheti az amiloid és a Tau patológiáját nem csak az érzékszervi kéregben, hanem a hippokampuszban is," - mondja Li-Huei.

A kutatók azt is tesztelték, hogy a hallásos stimuláció milyen hatással van az egerek kognitív képességeire. Megállapították, hogy egy hetes kezelés után az egerek sokkal jobban teljesítettek, ha egy labirintusban navigáltak, és megkövetelték tőlük a legfontosabb tereptárgyak megjegyzését. Sokkal jobban felismerték azokat a tárgyakat is, amelyekkel korábban találkoztak.

Azt is megállapították, hogy a halláskezelés nemcsak a mikrogliában, hanem az erekben is változásokat váltott ki, ami megkönnyíthette az amiloid kitisztulását.

Drámai hatás

A kutatók ezután úgy döntöttek, hogy megpróbálják kombinálni a vizuális és hallási stimulációt, és meglepetésükre azt találták, hogy ennek a kettős kezelésnek még nagyobb hatása van, mint bármelyiknek önmagában. Az amiloid plakkok az agy sokkal nagyobb részén csökkentek, beleértve a prefrontális kérget is, ahol magasabb kognitív funkciók zajlanak. A mikroglia válasz szintén sokkal erősebb volt.

A kutatók megállapították, hogy ha egy hétig kezelték az egereket, majd vártak egy hetet az újabb tesztek elvégzésére, sok pozitív hatás elhalványult, ami arra utal, hogy a kezelést az előnyök fenntartása érdekében folyamatosan kell végezni.

Egy folyamatban lévő tanulmányban a kutatók jelenleg azt elemzik, hogy a gamma-oszcillációk hogyan befolyásolják a specifikus agysejt típusokat, abban a reményben, hogy felfedezik a megfigyelt jelenségek mögött meghúzódó molekuláris mechanizmusokat. Li-Huei azt is reméli, hogy sikerül felfedezni, hogy az általuk használt speciális frekvencia (40 Hz) miért gyakorol ilyen mély hatást.

A kombinált vizuális és hallásos kezelést egészséges önkénteseknél már tesztelték annak biztonságosságának felmérése érdekében, és a kutatók most kezdik felvenni a korai stádiumú Alzheimer-kóros betegeket, hogy tanulmányozzák annak lehetséges betegségre gyakorolt hatásait.

"Noha a fajok között jelentős különbségek vannak, okkal lehetünk optimisták, hogy ezek a módszerek hasznos beavatkozást nyújthatnak az emberek számára," - mondja Nancy Kopell, a Bostoni Egyetem matematikai és statisztikai professzora, aki nem vett részt a kutatásban.

"Ez a vizsgálat és a kapcsolódó tanulmányok óriási klinikai hatást gyakorolhatnak az Alzheimer-kór és más agyi gyulladásokkal járó betegségek kezelésére." (2)

(1) - https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30163-1
(2) - https://news.mit.edu/2019/brain-wave-stimulation-improv