Световая и звуковая терапия могут улучшить работу мозга
Новое исследование на мышах показывает, что инновационная световая и звуковая стимуляционная терапия может удалить накопление токсичных бляшек в головном мозге и уменьшить некоторые симптомы болезни Альцгеймера и нарушения когнитивных функций.
Признаки болезни Альцгеймера в головном мозге включают образование бета-амилоидных бляшек и слияние тау, токсичного белка, который нарушает правильное функционирование нейронных сетей.
Недавние исследования показали, что люди с этой формой когнитивных нарушений также испытывают нарушения мозговых волн.
Нейроны (клетки мозга) производят электрические колебания различной частоты, которые называются «мозговыми волнами».
Исследования показали, что при болезни Альцгеймера у людей нарушается характер активности гамма-волн, мозговых волн с самой высокой частотой.
В последние годы группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже обнаружила доказательства того, что определенные типы световой стимуляции могут восстановить равновесие гамма-волн и уменьшить накопление бета-амилоида в мышиных моделях болезни Альцгеймера.
Теперь та же команда, работающая под руководством профессора Массачусетского технологического института Ли-Хуэй Цай, обнаружила, что сочетание световой и звуковой терапии может иметь значительный эффект в улучшении когнитивных функций этих моделей мышей.
Воодушевленные этими выводами, опубликованными в журнале Клетка, исследователи в настоящее время организуют клинические испытания, чтобы проверить эффекты этой новой терапии на людях с этим нейродегенеративным заболеванием.
Слуховая стимуляция приносит пользу
В своем предыдущем исследовании профессор Цай и его коллеги использовали лечение световой стимуляцией, при котором модели мышей подвергались воздействию света, мерцающего с частотой 40 Гц, в течение 1 часа в день.
В этот момент исследователи обнаружили, что этот неинвазивный подход помог снизить уровни как бета-амилоидных бляшек, так и фосфорилированных белков тау в мозге грызунов.
Более того, команда заметила, что световая стимуляция повысила активность микроглии, типа нервных клеток, которые играют роль в иммунном ответе и работают, очищая клеточный мусор.
Однако предыдущее исследование было сосредоточено только на изменениях зрительной коры головного мозга. В текущем исследовании ученые решили сделать еще один шаг и попытаться лечить другие области мозга, которые участвуют в процессах памяти и обучения, с помощью звуковой стимуляции для восстановления баланса гамма-волн мозга.
Таким образом, они пошли дальше и подвергали мышей воздействию звуков 40 Гц в течение 1 часа в день в течение 7 дней подряд. Эта слуховая стимуляция привела к снижению уровня бета-амилоида не только в слуховой коре, но и в гиппокампе - области мозга, которая играет ключевую роль в обработке и воспроизведении воспоминаний.
«Здесь мы продемонстрировали, что мы можем использовать совершенно другую сенсорную модальность, чтобы вызвать гамма-колебания в мозге», - говорит профессор Цай.
«А во-вторых, - добавляет она, - эта гамма, вызванная слуховой стимуляцией, может уменьшить патологию амилоида и тау-белка не только в сенсорной коре, но и в гиппокампе».
Что еще более важно, когда исследователи оценили влияние этого лечения звуковой стимуляцией на когнитивные способности грызунов, они обнаружили, что память мышей улучшилась и что они намного лучше справились с тестом, который требовал от них выхода из лабиринта с помощью вспоминая достопримечательности.
В конце лечения способность мышей запоминать объекты, которые исследователи ранее подвергали их воздействию, также улучшилась.
Комбинированный подход дает лучшие результаты
Что касается физиологического воздействия, слуховая стимуляция не только запускала активность микроглии, но также оказывала влияние на кровеносные сосуды и кровообращение. Исследователи предполагают, что это может помочь еще больше снизить уровень токсичных белков в головном мозге.
Вдохновленные этими открытиями, команда затем объединила терапию световой и звуковой стимуляцией и была приятно удивлена, обнаружив, что это лечение имело даже лучший эффект.
Исследователи обнаружили, что комбинированный подход привел к устранению бета-амилоидных бляшек в большем количестве областей мозга, включая префронтальную кору, что важно для когнитивного функционирования более высокого порядка.
Более того, это способствовало более интенсивному повышению активности микроглии. «Эти микроглии просто накладываются друг на друга вокруг бляшек», - отмечает профессор Цай, называя эффект «очень драматичным».
«Когда мы объединяем визуальную и слуховую стимуляцию в течение недели, мы видим задействование префронтальной коры и очень резкое сокращение амилоида».
Проф. Ли-Хуэй Цай
Команда также обнаружила, что если они прервут лечение после первой недели, его положительные эффекты исчезнут всего за 1 неделю, что предполагает, что специалистам, возможно, придется проводить эту терапию постоянно.
Профессор Цай и его коллеги уже приступили к проверке безопасности новой комбинированной терапии для людей, и в настоящее время они включают участников с ранними формами болезни Альцгеймера в клиническое испытание, которое они разработали для оценки воздействия лечения на людей.
