Stimulatie van de hersenen met 40 Hz om de ziekte van Alzheimer te behandelen

Wat als blootstelling aan 40 Hz licht en geluid gezondere hersenen zou kunnen bevorderen?

Dat is de hypothese van wetenschappers van Het Picower Instituut voor Leren en Geheugen bij MIT.

Hersenritmes in de gammaband, vooral die bij 40 Hz, zijn in verband gebracht met grootschalige hersennetwerkactiviteit, werkgeheugen, sensorische verwerking, ruimtelijke navigatie, aandacht en meer. Onderzoek heeft ook veranderde 40 Hz-ritmes aangetoond bij patiënten met de ziekte van Alzheimer, epilepsie en schizofrenie, zegt Li Huei Tsai, een professor aan het MIT en directeur van het Picower Institute.

Eind jaren 2000 demonstreerde een samenwerking, waaronder het laboratorium van Tsai, een manier om een ​​groter ritmevermogen van 40 Hz in de hersenen van muizen te stimuleren. De onderzoeksgroep van Tsai stelde vervolgens dat ze 40 Hz-stimulatie konden gebruiken om het beloop van de ziekte van Alzheimer te beïnvloeden.

Hun eerste experimenten waren succesvol – stimulatie van 40 Hz verbeterde de kracht en synchronie van het gammaritme en verlaagde de amyloïde- en tau-niveaus (kenmerkende eiwitten van Alzheimer) – maar bij de experimenten was gebruik gemaakt van een invasieve technologie, optogenetica, om het vermogen en de synchronie van 40 Hz te voeden.

“MIT-collega en medewerker Emery N Brown suggereerde dat we, om een ​​therapie vooruit te helpen, een minder invasieve methode zouden moeten vinden om de 40 Hz-ritmes te verhogen”, zegt Tsai. “Ons team probeerde sensorische stimulatie bij muizen, en het werkte.”

Daaropvolgende experimenten met blootstelling aan licht en geluid van 40 Hz verminderden niet alleen de aan Alzheimer gerelateerde pathologie, maar behielden ook neuronen, synaptische verbindingen en leervermogen en geheugen bij muizen.

Sensorische stimulatie is gebaseerd op het concept van neurale meesleuring, het proces waarbij de neurale activiteitsfase aansluit op sensorische ritmes en verschillende aspecten van cognitieve verwerking verbetert. De eerste onderzoeken naar sensorische stimulatie van 40 Hz bij muizen werden halverwege tot eind 2010 gepubliceerd. Aangemoedigd door de resultaten van dat werk gingen ze over tot klinische onderzoeken in een vroeg stadium waarin de veiligheid, haalbaarheid en werkzaamheid van sensorische stimulatie van 40 Hz bij mensen werden getest.

Sensorische stimulatie van 40 Hz wordt klinisch getest

Het nieuwste werk van de onderzoekers, gepubliceerd in PLoS ONE, aandelenresultaten van de Fase I en IIA klinische onderzoeken van de groep, die werden geleid door Diane Chan, een neuroloog in het Massachusetts General Hospital (CBM) en postdoctoraal klinisch onderzoeker in het laboratorium van Tsai.

Deelnemers aan de studie werden gedurende ten minste drie maanden gedurende één uur per dag blootgesteld aan 40 Hz-stimulatie met behulp van een thuisgebaseerd lichtpaneel dat was gesynchroniseerd met een luidspreker. Elektro-encefalogram (EEG) elektroden maten het ritme en de synchronisatie van 40 Hz na blootstelling. De fase IIA-studie (waarbij 15 mensen met de ziekte van Alzheimer in een vroeg stadium betrokken waren) omvatte ook vervolgbezoeken, MRI-scans van het hersenvolume, cognitieve tests en slaapmonitoring. Behandelings- en controlegroepen in het fase IIA-onderzoek werden aan elkaar gekoppeld op basis van leeftijd, geslacht, APOE-status en cognitieve scores.

Deelnemers meldden geen ernstige nadelige effecten van de 40 Hz-stimulatie en waren meer dan 90% meegaand in hun gebruik van de thuisgebaseerde apparatuur. Metingen met EEG-hoofdelektroden lieten een significante toename zien van het ritmevermogen van 40 Hz op frontale en occipitale plaatsen bij cognitief normale deelnemers en vrijwilligers met milde ziekte van Alzheimer. De acht fase IIA-deelnemers die de behandeling kregen, ondervonden geen significante afname van het hippocampusvolume of toename van het ventrikelvolume, terwijl de controlegroep dat wel deed. Behandelde patiënten vertoonden ook een betere connectiviteit tussen hersengebieden die betrokken zijn bij cognitieve en visuele verwerkingsnetwerken.

Tsai zegt dat de resultaten van deze vroege menselijke proeven met voorzichtig optimisme moeten worden geïnterpreteerd. Na drie maanden vertoonden noch de behandelings- noch de controlegroep enig verschil op de meeste cognitieve tests (de behandelgroep verbeterde alleen op het gebied van het associëren van namen en gezichten), maar de Fase I- en Fase IIA-onderzoeken werden uitgevoerd in kleine cohorten en met beperkte follow-up vanwege aan de COVID-19-pandemie. De studies van de groep bij muizen hadden aangetoond dat om de cognitieve en voordelen langdurig te laten zijn, sensorische stimulatie van 40 Hz chronisch moet worden toegediend (consequent over een lange periode).

"[Onze] resultaten zijn niet voldoende bewijs van de werkzaamheid, maar we geloven dat ze duidelijk de voortzetting van een uitgebreider onderzoek naar 40 Hz sensorische stimulatie als een potentieel niet-invasief therapeutisch middel voor de ziekte van Alzheimer ondersteunen", zegt Tsai in een persbericht van MIT.

Cognito therapieën, een startend bedrijf opgericht door Tsai en Ed Boyden, hoogleraar neurotechnologie aan het MIT, gaat nu verder met klinische fase III-onderzoeken naar sensorische stimulatie van 40 Hz.

In een andere onderzoekslijn lanceren de Picower Institute-groep en MGH een onderzoek om te testen of sensorische stimulatie van 40 Hz een effectieve preventieve maatregel zou kunnen zijn bij mensen die risico lopen op het ontwikkelen van de ziekte van Alzheimer. Een ander onderzoek zal testen of er voordelen zijn bij mensen met het syndroom van Down. Ze zijn ook van plan het gebruik van sensorische stimulatie van 40 Hz bij mensen met de ziekte van Parkinson te onderzoeken en voeren lopende celcultuurexperimenten uit om de cellulaire en moleculaire basis van de stimulatie-effecten van 40 Hz beter te begrijpen.

Hyperbare zuurstoftherapie zou de pathologie van de ziekte van Alzheimer kunnen vertragen of zelfs omkeren

Tsai zegt dat dit onderzoek een bewijs is van door nieuwsgierigheid gedreven wetenschap en ze vindt het bemoedigend om te zien dat andere onderzoekers niet-invasieve 40 Hz-stimulatie testen als een potentiële therapie voor de ziekte van Alzheimer en de resultaten van hun eigen onderzoeken publiceren.

“Onze oorspronkelijke experimenten in 2009 ter verbetering van de 40 Hz-ritmes waren puur nieuwsgierigheidsgedreven en niet uitgevoerd met een klinisch eindpunt in gedachten”, legt Tsai uit. “Het verhaal van alles wat er sindsdien in dit onderzoeksprogramma is gebeurd, zou eens te meer kunnen illustreren dat fundamenteel, door nieuwsgierigheid gedreven wetenschappelijk onderzoek belangrijke, maatschappelijk nuttige, praktische resultaten kan opleveren.”

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/stimulating-the-brain-at-40-hz-to-treat-alzheimers-disease/