I et laboratorium i MITs Picower Institute for Learning and Memory har kohorter af mus med kunstigt induceret Alzheimer fået en usædvanlig ny behandling: De er indelukket i et mørkt rum og udsættes for visuel stimulering i form af hurtigt blinkende hvid LED strimler.
Relateret indhold
- Mere end 30 år siden deres opdagelse fascinerer, Prions stadig os og mystificerer os
De blinkende lys, der kører ved 40 hertz, eller 40 gange pr. Sekund, minder mindre om en strobe i en klub, og mere som blinkende stjerner, siger Li-Huei Tsai, forfatter af undersøgelsen, der optrådte i Nature . Disse mus, opdelt i grupper til forskellige typer terapi og kontroller, viser forbedring i Alzheimers-relaterede symptomer - specifikt reduktionen af beta-amyloid-plak, der er forbundet med sygdommen.
Selvom forholdet mellem sygdommen og årsagen til plakket i hjernen ikke er helt klart, og selvom eksperimentet blev udført på mus, der var genetisk programmeret til at have sygdommen, kunne forskningen indikere både en ny forståelse af processen bag sygdom og en ikke-invasiv behandling af den.
Ideen bag undersøgelsen var at påvirke gammasvingninger, et mål for rytmisk aktivitet blandt neuroner, der spænder fra 25 til 80 hertz. Tsai, der er professor i neurovidenskab ved MIT, og hendes laboratorium prøvede pulser fra 20 til 80 Hz og fandt, at 40 var det søde sted.
”Jeg tror, dette er den første undersøgelse, ikke kun viser, at gamma-oscillation har en effekt på beta-amyloidniveauer, men virkelig er det den første undersøgelse, der endda tænker på gammasvingninger og molekylære og cellulære ændringer i hjernen, ” siger Tsai.
Det er dog ikke den første undersøgelse, der kiggede på gamma-svingninger generelt. Vej tilbage i 1989 viste Wolf Singer og hans laboratorium i Nature også bevis for, at 40 Hz var en vigtig sats. ”Hvad det gør, er det medfører høj synkronitet, ” siger Singer og sammenligner det med en pacemaker.
Singer fandt, at visuelt inducerede gammasvingninger kunne sprede sig over hjernen og synkronisere forskellige dele til den samme rytme, som han mener forklarer, hvordan vores hjerne koordinerer sig selv. I årtierne siden har feltet været kontroversielt og ofte undersøgt, ofte ved at implantere elektroner i hovedbunden eller hjernen for at inducere svingninger. Det har vist sig at påvirke hukommelse, opmærksomhed, bevidsthed og endda skizofreni, men Tsais anvendelse af lys til at påvirke det i Alzheimers er ny.
”Hvad de gjorde, er, de vendte kausaliteten, sagde de, måske er det den forstyrrede tidsmæssige dynamik i systemet, der forårsager den syge tilstand, ” siger Singer. Selvom det tidligere har vist sig, at gammasvingninger er svækket hos mennesker med Alzheimers, var det denne inspektion af tidslinjen, der førte Tsai til hendes eksperiment.
”Vi ønskede oprindeligt at vide, hvor tidligt sker denne svækkelse?” Siger Tsai. ”Hvis det sker sent, samtidig med hukommelse og andre skader, der sker, kan de svækkede svingninger bare være en af konsekvenserne af sygdommen. Men hvis det forekommer tidligt, kan det bidrage til manifestationen af sygdommen. ”
Det er ikke helt klart, hvorfor inducerede gammasvingninger synes at føre til mindre plak, men Tsai har et par ideer. For det første ser genereringen af plaket ud til at være undertrykt. Dette er især overraskende, siger Tsai, på grund af størrelsesordenen - de så en reduktion på 50 procent - og fordi der ikke er vist nogen direkte forbindelse mellem gammasvingninger og beta-amyloidplaque.
Et andet bemærket træk, der ses ved Alzheimers, er dysfunktionen af microglia-celler. Normalt betragtes de immunceller i hjernen, der fjerner giftige materialer og affald, de fungerer ikke eller kan endda forårsage betændelse hos Alzheimers patienter. ”Deres normale funktion er at fjerne toksiske materialer og snavs omkring hjernen og holde alle glade, ” siger Tsai. Da undersøgelsen viste øget mikroglia-cellefunktion under behandlingen, begrundede forskerne, at dette kan være en af måderne - sammen med at forhindre dannelsen af ny plak - at svingningerne bidrager til en reduktion i plak.
Fordi svingningerne induceres visuelt, er den reduktion af plak, der er set ved undersøgelsen, begrænset til hjernens visuelle cortex og ser ud til at slides om cirka en dag. Anden kommende forskning inkluderer at øge varigheden af eksperimentet, for at se, om virkningerne vil vare længere og sprede sig gennem hjernen, som resultater fra Singers forskning antydede. Det kan endda være nyttigt ved andre sygdomme, der viser unormale gammasvingninger, såsom autisme og psykiatriske lidelser, siger Tsai. Hun har grundlagt et firma kaldet Cognito Therapeutics for at arbejde mod menneskelige forsøg.
