*仅供医学专业人士阅读参考
MIT大牛的“闪光大法”首获人体试验验证。
阿基米德曾说“给我一个支点,我就能撬起地球!”
而如今在神经领域,也存在着一项神奇的研究,
只需频率为40Hz的声/光,或许就能治疗阿尔茨海默病(AD)!
这究竟是怎么回事?一起来看一下!
AD患者的大脑,发生了什么变化?AD是一种包括记忆、思维、判断和学习能力在内的精神功能缓慢、渐进的衰退。常见的表现是患者逐步出现意识混乱加重,生活不能自理。年龄越大的人群,越容易患AD。而目前,AD的病因尚不明确,遗传因素可能致病,约5%-15%的病例与遗传相关。
在AD患者大脑中,部分脑组织变性,神经细胞被破坏,脑内剩余的传递信号的化学物质(神经递质)的反应性下降。常见的脑部组织异常包括:β淀粉样蛋白沉积、老年斑、神经纤维缠结、Tau蛋白水平升高等。
AD患者除了反应迟钝以外,可能还会存在睡眠障碍、脑细胞数量减少、认知功能下降等危害。值得注意的是,因为AD患者的脑细胞数量减少,所以他们的大脑通常会产生较少的γ脑电波(集中注意力、做决定或记忆时主要产生γ脑电波)。
图1.健康人群与AD患者大脑γ波的区别
MIT大牛另辟蹊径:用声光对抗AD!在AD的治疗道路上,众学者都仍像在黑暗中摸索治疗方式。但是她的研究,成为AD的治疗的一道曙光。她,就是蔡立慧,美国麻省理工学院(MIT)大脑与认知科学系教授,正是由于她在AD上的深入研究和突出贡献,一举成为中研院最年轻的女院士。
▌lLED灯消除小鼠大脑β淀粉样蛋白此前的研究发现,AD患者往往伴随着γ波振荡受损症状,这被认为是AD的结果之一。很多神经学家,一直认为γ波就是传递信号和信息的,没有想过它有能力改变神经细胞的生理状态,而蔡立慧团队却反其道而行之。
研究团队起初找到了MIT光遗传学领域大牛EdwardS.Boyden博士,他在小鼠的神经细胞上植入了光受体,然后在小鼠的大脑里植入了光源。在试过每秒20次-80次的光源的闪烁频率后,最终确定每秒40次照射,照射一个小时。
结果发现,小鼠视觉皮层内的β淀粉样蛋白成功减少了40%-50%,同时也减少了稍晚期AD小鼠视觉皮层淀粉样蛋白斑块数量。
图2.小鼠大脑植入光源后,可以以特定频率传递信号
后来,研究团队验证是否可以利用非侵入性的外部光源恢复γ脑电波频率呢?他们用每秒闪烁40次的LED灯刺激小鼠后发现,小鼠大脑视觉皮层的γ脑电波频率竟然也提高了!这项突破性的研究结果于年发表在Nature上[1]!
▌40Hz的声音可消除AD小鼠大脑β淀粉样蛋白“不打针不吃药”,只用LED灯照射治疗AD的疗法,很多人是抱有质疑态度的。而蔡立慧团队也在年3月对这些质疑的声音予以以下的回应:
在频率为40Hz的LED灯闪光照射下,确实清除了累积在小鼠海马体和前额叶皮层的β淀粉样蛋白和Tau蛋白,还能激活大脑的小胶质细胞,使它们能更高效地清除大脑中的“有害物质”。
接着,研究团队验证了40Hz的声音刺激也能减少小鼠大脑里的β淀粉样蛋白,并且作用范围比LED灯更广泛。更重要的是,当40Hz的海豚音响和闪光疗法共同使用时,大大减少了小鼠大脑中的斑块数量,以及改善了小鼠的认知功能,这项研究成果于年发表在Cell上[2]。
图3.光和声音联合刺激后,左侧小鼠皮层淀粉样斑块减少
“声光刺激疗法”在AD人群中效果如何?即便是先前的研究成果再厉害,或许有人会说,“那终究不过是在动物身上进行的试验罢了,又不是在人身上的效果!”但是,最新消息称“声光刺激疗法”已经在人体中进行了验证,效果如何?一起来看看!
今年3月10日,第15届阿尔茨海默病和帕金森病国际大会上,CognitoTherapeutics公司宣布,该公司通过声光刺激来治疗AD的创新数字疗法,在Ⅱ期临床试验中获得积极的结果:与对照组相比,在接受治疗6个月后,治疗组的阿尔茨海默病协作研究-日常生活活动量表(ADCS-ADL)评分功能下降显著减缓84%,治疗组的患者表现出与AD相关的全脑萎缩和容量损失显著减少61%!这是首个能够改善AD患者记忆、认知、日常功能和减少大脑萎缩的数字疗法[3]。
这项多中心,随机对照临床试验(OVERTUREⅡ期研究)评估了γ频率神经调节治疗轻度至中度AD人群的安全性和有效性。该研究招募了76名50岁以上的轻度至中度AD患者,进行了为期6个月的治疗。
在治疗期间,患者每天在家中接受一小时的40Hz无创视听刺激。研究人员定期评估了患者的认知功能、生物标志物的变化和脑容量变化等。例如,采用ADCS-ADL测量患者的认知能力;通过结构磁共振成像(MRI)评估患者的脑体积变化。
研究结果发现,与安慰剂治疗相比,接受γ频率神经调节治疗的AD患者在记忆、认知以及脑萎缩和容量减少方面均有显着改善。可见,如果这些研究结果可以在更大的关键试验中获得重复性,那么说明该疗法将有望用于AD患者的预防和治疗中。
小结
目前,蔡立慧团队为AD的治疗提供了“光明的前景”,且可能会对其他涉及脑部炎症的疾病产生巨大的影响,甚至在将来有望让AD变成可治愈的疾病。总之,对于像AD这样目前没有疗法可选的毁灭性疾病,我们只能不断探索,迎难而上,相信终有一天,定会迎来胜利的曙光。参考文献:
[1]IaccarinoHF,SingerAC,MartorellAJ,RudenkoA,GaoF,etal..Gammafrequencyentrainmentattenuatesamyloidloadandmodifiesmicroglia.Nature:-5[2]AnthonyJM,AbigailLP,Ho-JSetal.Multi-sensoryGammaStimulationAmelioratesAlzheimer’s-AssociatedPathologyandImprovesCognition[J].CELL,,2(),-.[3]CognitoTherapeuticsAnnouncesPositivePhase2ResultsasFirstDigitalTherapeutictoImproveMemory,Cognition,FunctionalAbilitiesandReduceBrainAtrophyinAlzheimer’sDisease.RetrievedMarch9,.文本首发:医学界神经病学频道
本文作者:阿滢
本文审核:李土明副主任医师
责任编辑:陆离先生
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