 仅仅通过看一定频率闪烁灯的屏幕就能治疗阿尔茨海默病吗？  每天早上，Li-Huei Tsai都会在一个闪烁的屏幕前冥想。与闪烁的灯光同步，传来一定频率的咔哒声——有点像一个过于热情的弗拉门戈舞者用响板敲击的声音。但是这个声音节奏不是用来娱乐的，而是用来训练的。 闪烁光和咔哒声的组合被设计用来同步大脑中一种特殊类型的电活动，即伽玛波。 对于不知情的人来说，这种光和声音的沐浴听起来像是最新的健康时尚，但作为美国剑桥市麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）的神经科学家，Li-Huei Tsai有证据表明这可以预防阿尔茨海默病。  Dr.Li-Huei Tsai 她的研究为预防和治疗最常见的痴呆症提供了一种全新的方法。今天，痴呆症影响着全球约5000万人[1]，到2050年，这一数字预计将增加两倍。 与阿尔茨海默病相关的最显著的神经学变化是在细胞外形成的毒性淀粉样斑块的累积，以及神经元内tau蛋白的缠结。它们似乎都对我们的神经元和突触造成了严重破坏，而突触正是神经元相互沟通的纽带。在过去的30年里，关于阿尔茨海默病的研究主要集中在寻找药物来清除这些斑块[2]，这一点也不奇怪，但我们仍在等待突破性的治疗方法。  现在，大量的新研究表明，电疗法而不是化学疗法可能是解决问题的关键。而这一切都取决于伽马节律，它似乎会触发大脑中的一种清理操作，在毒素造成损害之前清除毒素。 虽然我们通常会用脑波这个词来描述任何灵感的闪现，但在神经科学中，这个词描述的是大脑中神经元群以特定的频率一起放电时产生的一种有节奏的电活动模式。  神经元通过带正电的原子在细胞膜上的流动产生这些电流。就像电视和电台通过不同频率的无线电波传播一样，不同频率的脑电波似乎与特定的神经功能有关。伽马波以每秒30到100次(Hz)的频率振荡，通常在我们集中注意力或编码和检索记忆时观察到[3]。 21世纪初一些有趣的研究表明，与没有认知能力下降的健康人相比，阿尔茨海默病患者的伽马波特别弱[4]，这表明大脑节律的紊乱可能与阿尔茨海默病有关。但尚不清楚这是否只是已经发生的神经退行性变的另一个结果，还是它是一个潜在的原因，所以Tsai团队着手调查。 为了证明这一理论，他们首先采用了一种被称为光遗传学的技术，通过对实验鼠的神经元进行基因改造，使其对特定颜色的光产生反应。通过在头骨中插入一个小光源，研究小组可以以令人难以置信的精度刺激伽马波并观察其结果。  神经看护者 他们的发现令人震惊，不仅揭示了与阿尔茨海默病相关的淀粉样斑块的显著减少，而且还揭示了可能发生这种情况的潜在机制[5]。 特别令人感兴趣的是对大脑小胶质细胞的影响，这是一种特殊类型的细胞，看起来像一个微小的、有触角的海洋生物，充当大脑的看护者和保安。Tsai说：“它们就像一个免疫监视系统。他们调查环境，可以清除病原体、有毒废物和外来物质，并加以清除。”  以前的研究发现，小神经胶质在阿尔茨海默病患者中往往无法履行这些职责。但伽马波似乎再次唤醒了它们，导致淀粉样斑块和tau蛋白缠结的水平降低。而且，效果似乎非常迅速。仅仅一个小时的刺激就足以激活小胶质细胞，使淀粉样斑块显著减少。 Tsai教授说，通过这种方式将伽玛波与这些监测细胞的活动联系起来，我们对阿尔茨海默病和伽玛波功能的认识有了巨大的飞跃。Tsai说：“当我们看到小胶质细胞的变化时，我才意识到这是一件非常有趣的事情。”  然而，需要基因改造和手术的光发生刺激并不是一种可以轻易应用于人类的治疗方法。所以Tsai教授接下来研究了一些侵入性较小的脑波联合疗法是否也有类似的效果。 在一项实验中，研究小组将小鼠置于灯光下，每天以40Hz的频率闪烁一小时[6]；另一项实验中研究人员将小鼠置于40Hz的咔哒声中一小时[7]。  在每一种情况下，想法是视觉和听觉系统中的神经元会开始与视觉和听觉同步激活，触发活动波，进而扩散到整个大脑。这正是他们所看到的。正如人们所希望的那样，增强的伽马波还伴随着看护小神经胶质细胞活动的增加，以及毒性淀粉样斑块的减少。 重要的是，这些差异也可以从小鼠行为的测量中看出。受到刺激的小鼠发现更容易学会走迷宫，而其他小鼠随着年龄的增长变得更加健忘。  当然，最大的考验是科学家们现在是否能在真正的阿尔茨海默病患者身上复制这些结果。Tsai目前正开始临床试验，以探索伽马波刺激对人类的长期益处。但已经有一些令人兴奋的初步证据表明，它确实可以改善认知[8]。 在这项由多伦多大学的Amy Clements-Cortes领导的研究中，刺激既有触觉也有听觉的。被诊断患有不同阶段阿尔茨海默病的参与者被安排在一张椅子上，六个扬声器在伽马频带内发出低沉的声音。Clements-Cortes说，这种效果有点像低音炮，让它们感觉到全身轻微的震动。 经过6次30分钟的训练，受试者在包括心算和短期记忆在内的各种认知能力的标准测试中显示出显著的进步。Clements-Cortes说，在如此短的时间之后，这一点尤其令人惊讶。她还从另一名有早期痴呆症迹象的患者那里获得了证据，这名患者在家使用了类似的设备达三年之久。三年后我们又回去看她，她的认知能力基本保持不变，她说。  多伦多大学 显然，更多的证据需要更大的样本，但Clements-Cortes说，这些早期的结果非常令人鼓舞。她说，患者甚至可能在看电视或听广播时接受这种治疗。 据其他研究人员称，在经历了如此多的死胡同之后，一种全新的阿尔茨海默病治疗方法的前景将特别受欢迎。 作为早期干预措施，它可能会变得特别有价值。爱尔兰国立大学戈尔韦分校（National University of Ireland in Galway，NUIG）的Martin O'Halloran指出，许多患者可能会出现认知障碍，但阿尔茨海默病的诊断需要很长时间才能确诊，这可能会延迟治疗，因为在你确定治疗之前，不想冒潜在的副作用的风险。他说：“对这些病人的任何早期干预都必须非常谨慎，也必须非常安全。而闪烁光或重复的咔哒声是你能得到的几乎无创的一种干预方法。” 爱尔兰国立大学戈尔韦分校 NUIG的研究人员Barry McDermott同样对这类早期应用感到乐观。他说：“没有医生会给你开预防阿尔茨海默病的药，但这是你可以尽早采取的措施。它是如此简单和直接。从理论上讲，你甚至可以将其作为智能手机上的应用程序。” 尽管到目前为止进展迅速，O Halloran和McDermott共同为《阿尔茨海默病杂志》（Journal of Alzheimer's Disease）撰写了一篇关于这项技术潜力的综述[9]，他们都强调需要回答许多问题。除了需要更有力的证据证明临床试验的长期益处外，还需要更多关于伽马波使用的理想频率和治疗的最佳持续时间的信息。虽然你似乎不太可能在伽玛波上过量使用，但也值得检查的是如果过量使用是否会带来不良影响。 伽马波刺激是否可以给健康人提供大脑助力还有待观察。Tsai非常谨慎，她认为伽马波对健康大脑的影响有一个临界值，但她希望在中年以后，伽马波可以作为一种有效的预防措施，在任何认知能力下降的迹象开始显现之前保护大脑功能。“我认为这是可能的。” 尽管仍有许多问题需要解答，Tsai已经在亲自试用这个设备了。“我感觉很好，”她会意地笑着说。像任何科学家一样，Tsai意识到她自己的个人经历不应该被视为确凿的证据——但如果研究真的成功了，我们中的许多人可能会以类似的声光浴开始我们的生活，以此来保护我们未来的思想。 参考文献 Source： How flashing lights could treat Alzheimer’s disease By David Robson References： [1]. https://www./research/WorldAlzheimerReport2018.pdf [2]. The amyloid hypothesis on trial. Nature 559, S4-S7 (2018).doi: 10.1038/d41586-018-05719-4 https://www./articles/d41586-018-05719-4 [3]. Human gamma-frequency oscillations associated with attention and memory Ole Jensen * Jochen Kaiser * Jean-Philippe Lachaux * Show footnotes DOI:https:///10.1016/j.tins.2007.05.001 [4]. Generalized Synchronization of MEG Recordings in Alzheimer's Disease: Evidence for Involvement of the Gamma Band Cornelis J Stam 1, Anne Marie van Cappellen van Walsum, Yolande A L Pijnenburg, Henk W Berendse, Jan C de Munck, Philip Scheltens, Bob W van Dijk Affiliations expand PMID: 12488788 DOI: 10.1097/00004691-200212000-00010 [5]. Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia Nature. 2016 Dec 7; 540(7632): 230–235. doi: 10.1038/nature20587 [6]. Gamma Entrainment Binds Higher-Order Brain Regions and Offers Neuroprotection https:///10.1016/j.neuron.2019.04.011 [7]. Multi-sensory Gamma Stimulation Ameliorates Alzheimer's-Associated Pathology and Improves Cognition DOI: 10.1016/j.cell.2019.02.014 [8]. Short-Term Effects of Rhythmic Sensory Stimulation in Alzheimer's Disease: An Exploratory Pilot Study DOI: 10.3233/JAD-160081 [9 ]. McDermott, Barry & Porter, Emily & Hughes, Diarmaid & Mc Ginley, Brian & Lang, Mark & Halloran, Martin & Jones, Marggie. (2018). Gamma Band Neural Stimulation in Humans and the Promise of a New Modality to Prevent and Treat Alzheimer’s Disease. Journal of Alzheimer's Disease. 65. 1-30. 10.3233/JAD-180391. |
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