「光＋聲音」！Cell：科學家們的無創療法，或可治療阿爾茲海默症

圖片來源：Pixabay

阿爾茲海默症（AD）是一種常見的神經性衰退疾病，多發於中老年群體，在老齡化趨勢日漸明顯的現在這一疾病越來越受到重視。遺憾的是，全球2/3人並不了解或者關注這一疾病，中低下收入國家的患者及時接受診斷的概率不足1/10。而且，目前尚無有效的治療藥物和手段。

阿爾茲海默症有兩個典型的致病蛋白：β-澱粉樣蛋白（Aβ，在大腦中累積形成蛋白病斑）和磷酸化的Tau蛋白（形成神經元纖維纏結）。

科學家們一直試圖清除這兩種病變蛋白，然而在藥物研發上卻一直鮮有成效。現在，來自麻省理工學院的神經科學家們「另闢蹊徑」，研發出一種無創治療策略，有望在AD治療中發揮作用。

他們發現，利用特定頻率的光和聲音刺激小鼠大腦，可以減少致病蛋白的累積，並改善小鼠的認知、記憶障礙（與阿爾茲海默症患者相似的癥狀）。相關研究成果於3月14日在線發表在《Cell》期刊。

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.02.014

光治療

大腦神經元會產生電信號，這些信號會在幾個不同的頻率範圍內同步形成腦電波。之前的研究表明，阿爾茲海默症患者的γ腦電波受損，其正常的頻率範圍應該為25至80赫茲，這一頻率被認為有助於改善注意力、感知和記憶等功能。

如何恢復這一腦電波？2016年，麻省理工學院Picower學習與記憶研究所的所長Li-Huei Tsai和團隊進行了嘗試：他們以遺傳上易患阿爾茲海默症的小鼠為模型，利用每秒閃動40次（40赫茲，每天一小時）的光刺激小鼠。

結果顯示，這一光刺激可以降低β-澱粉樣蛋白和Tau蛋白的水平，同時還可以增加小膠質細胞清除「垃圾」的活性。但是，這一刺激帶來的改善僅限於視覺皮層。

聲音治療

現在，在這一新研究中，Li-Huei Tsai團隊開始探索是否可以使用聲音刺激大腦特定的區域。

他們發現，每天1小時暴露於40赫茲的聲音，持續7天，可以大大減少聽覺皮層（處理聲音）中β-澱粉樣蛋白的數量，以及附近的海馬體（調控記憶功能）。

「我們在這裡展示的是，我們可以使用完全不同的感覺模式來誘導大腦中的γ腦電波。其次，這種聽覺刺激誘導的γ腦電波不僅可以減少感覺皮層中的澱粉樣蛋白和Tau蛋白累積，還可以減少海馬區的致病蛋白數量。「Li-Huei Tsai解釋道。

他們還發現，聽覺治療不僅引起小膠質細胞的變化，而且還引起血管的變化，可能促進澱粉樣蛋白的清除。

圖片來源：Cell

「光 聲」刺激改善記憶、提高認知

那麼，聽覺和視覺刺激疊加會怎樣呢？

試驗結果讓研究團隊很意外——他們發現，雙重療法（聲音 光）比單獨使用任何一種都有更大的積極影響，包括澱粉樣斑塊清除更多、認知能力恢復更明顯、小膠質細胞反應更強烈。

而且，對小鼠進行為期一周的治療，然後等待一周後再進行測試，許多積極的影響會消退。這意味著，需要不斷給予治療才能維持其益處。

與右側未處理小鼠相比，左側小鼠在接受聲音和光雙重治療後，大腦中的澱粉樣蛋白斑塊明顯減少。（圖片來源：Gabrielle Drummond）

目前，他們正在進行一項研究，旨在分析γ腦電波如何影響特定的腦細胞類型。他們希望找到背後的分子機制，從而挽救更優化的治療方法。

總而言之，這種非侵入性治療通過γ腦電波，顯著減少這些小鼠大腦前額皮質中的澱粉樣斑塊數量，從而改善學習、記憶等認知功能。

Li-Huei Tsai強調，依然需要進一步研究，以確定這種治療方法是否適用於人類患者。團隊已經在健康受試者中進行了這種類型刺激的一些初步安全性測試。

責編：探索君

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參考資料：

1）Brain wave stimulation may improve Alzheimer"s symptoms

2）Multi-sensory Gamma Stimulation Ameliorates Alzheimer』s-Associated Pathology and Improves Cognition

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