 一个多世纪以来，阿尔茨海默病一直困扰着寻求攻克它的研究者们。但近年来，利用闪烁光进行的令人困惑的实验显示出了希望。  现在，研究人员已经研究了闪烁光的工作原理。他们在实验室中发现，暴露在40Hz的光脉冲下，会导致大脑释放大量的信号化学物质，可能有助于对抗疾病。 尽管这项研究是对健康小鼠进行的，但这项新研究与人体试验直接相关，在该试验中，阿尔茨海默病患者暴露于40Hz的声光下。佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）在小鼠身上获得的见识正在与埃默里大学（Emory University）合作，为人体试验提供信息。 该研究的第一作者克里斯蒂·加尔扎（Kristie Garza）说：“我将在实验室里对小鼠进行取样，同时，一位同事将对病人的体液样本进行惊人的相似分析。” Garza是佐治亚理工大学安娜贝尔·辛格（Annabelle Singer）实验室的研究助理，也是埃默里大学神经科学项目的成员。 特别是激增的信号分子之一与称为小胶质细胞的大脑免疫细胞的激活有关，它清除了阿尔茨海默病的标志物-β-淀粉样斑块，这是堆积在大脑细胞之间的垃圾蛋白质。  免疫信号 2016年，研究人员发现，在40Hz闪烁的光会激活阿尔茨海默病小鼠的小神经胶质细胞来清除这些垃圾。这项新的研究寻找了一种大脑化学物质，这种化学物质将闪烁光与小鼠的小胶质细胞和其他免疫激活联系起来，并暴露出20种细胞因子的激增——细胞外分泌的小蛋白，它们向其他细胞发出信号。伴随着细胞因子的释放，细胞内部的化学反应——磷酸基团对蛋白质的激活——留下了一张强有力的名片。 “磷蛋白首先出现。这看起来像是他们在领导，我们的假设是他们触发了细胞因子的释放，” Singer说，她是这项新研究的共同负责人，也是佐治亚理工大学和埃默里大学华莱士·H·库尔特生物医学工程系（Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering at Georgia Tech and Emory）的助理教授。 “除了细胞因子可能向小胶质细胞发出信号外，我们还发现了一些有可能支持神经健康的因素，”利瓦伊·伍德(Levi Wood)说。他与Singer共同领导了这项研究，是佐治亚理工学院乔治·W·伍德拉夫机械工程学院(George W. Woodruff School of Mechanical Engineering)的助理教授。  研究小组将于2020年2月5日在《神经科学杂志》（Journal of Neuroscience）上发表他们的发现“Gamma Visual Stimulation Induces a Neuroimmune Signaling Profile Distinct from Acute Neuroinflammation”。（预发布于去年12月，但尚未包含所有编辑和内容）这项研究由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health,NIH)的国家神经疾病和中风研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke)以及帕卡德基金会(Packard Foundation)资助。 Singer是麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology,MIT）2016年初始研究的联合第一作者，该研究首次在小鼠中发现40 Hz的治疗作用。  科幻超现实 阿尔茨海默病大都在晚年发病。它破坏了大脑30%的质量，沉积成堆的β-淀粉样斑块，这些斑块在神经元外形成。在神经元内部，磷酸化的tau蛋白形成类似的垃圾，称为神经原纤维缠结，被怀疑破坏了精神功能和神经元。 几十年来，阿尔茨海默病药物试验接连失败，花费了数十亿美元，闪烁的光作为一种潜在的可能成功的阿尔茨海默病疗法，即使对研究人员来说也是超现实的。 Singer说：“有时候感觉确实像科幻小说。” 40Hz的频率来源于一项观察，即阿尔茨海默病患者的大脑早期缺乏所谓的伽马波，即一种温和、持续的脑电波，就像神经元活动的舞蹈节拍。它最常见的频率是大约40Hz，将小鼠暴露在这个频率的光闪烁下，恢复了伽玛波，似乎也防止了严重的阿尔茨海默病脑损伤。 除了超现实主义，伽马波还与深奥的思维拓展练习有关，在这种练习中，练习者进行光和声音冥想。然后，在2016年，研究将伽马波与工作记忆联系起来，工作记忆是思维方式的功能键。  佐治亚理工学院 细胞因子宝藏 在当前的研究中，激增的细胞因子暗示与小胶质细胞活性有关，特别是与细胞因子巨噬细胞集落刺激因子（Macrophage Colony-Stimulating Factor ,M-CSF）有关。 “M-CSF是那个呼唤‘小胶质细胞激活’的东西！”Singer说。 他们说，研究人员将在即将进行的一项研究中寻找小胶质细胞激活的因果关系，但总的来说，细胞因子的激增是一个好兆头。 Wood说：“绝大多数细胞因子升高，有些是抗炎的，有些是炎症的，这是一种短暂的反应。”通常，短暂的炎症反应可以促进病原体清除，它可以促进修复。” Singer补充说：“一般来说，如果是慢性炎症，你会认为炎症反应是不好的，而且这种反应很快就会消失，认为这可能是有益的。”  第一作者Kristie Garza（左）和主要研究者Annabelle Singer（中）和Levi Wood（右） 化学定时 40Hz的刺激不需要很长时间就能触发细胞因子的激增。 “我们发现刺激一个小时后细胞因子增加，”Garza说，“大约15分钟后，我们看到了磷蛋白信号。” 大约15分钟就足以启动细胞内的过程，细胞分泌细胞因子还需要45分钟。现在确定具体需要多少时间还为时过早。  20Hz重磅炸弹 作为对照，研究人员使用了三种额外的光刺激，令人惊讶的是，这三种刺激都对细胞因子有一定的影响。但是20赫兹的刺激却抢了风头。 “在20Hz时，细胞因子水平显著下降，那可能也有用。“Singer说：“在某些情况下，你可能想抑制细胞因子。我们认为不同种类的刺激有可能成为帕金森病或精神分裂症等多种疾病下的工具平台。许多神经系统疾病都与免疫反应有关。” 该研究小组警告人们不要即兴使用光疗法，因为需要更多的数据来彻底确定光疗法对人类的影响，而错误的频率甚至可能造成损害。 参考文献 Source：Georgia Institute of Technology Flickering light mobilizes brain chemistry that may fight Alzheimer's Reference： Kristie M. Garza, Lu Zhang, Ben Borron, Levi B. Wood, Annabelle C. Singer. Gamma Visual Stimulation Induces a Neuroimmune Signaling Profile Distinct from Acute Neuroinflammation. The Journal of Neuroscience, 2019; 1511-19 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1511-19.2019 |
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