以 40 赫兹刺激大脑治疗阿尔茨海默病

如果接触 40 赫兹的光和声音可以促进更健康的大脑呢？

这是科学家们的假设 皮考尔学习与记忆研究所 在麻省理工学院。

伽马波段大脑节律，尤其是 40 赫兹的大脑节律，与大规模大脑网络活动、工作记忆、感官处理、空间导航、注意力等有关。 研究还表明，阿尔茨海默病、癫痫和精神分裂症患者的 40 赫兹节律发生了变化， 蔡立辉麻省理工学院教授兼 Picower 研究所所长。

在 2000 年代后期，包括 Tsai 实验室在内的一项合作展示了一种在小鼠大脑中刺激更大 40 Hz 节律能量的方法。 Tsai 的研究小组随后假设他们可以利用 40 Hz 的刺激来影响阿尔茨海默病的病程。

他们最初的实验是成功的——40 赫兹刺激提高了伽马节律功率和同步性，并降低了淀粉样蛋白和 tau 水平（阿尔茨海默氏症的标志性蛋白质）——但实验使用了一种侵入性技术，即光遗传学，为 40 赫兹功率和同步性提供燃料。

“麻省理工学院的同事和合作者 Emery N Brown 建议，为了推进治疗，我们需要找到一种增加 40 Hz 节律的侵入性较小的方法，”Tsai 说。 “我们的团队在老鼠身上尝试了感官刺激，并且奏效了。”

随后的实验使用 40 Hz 的光和声音暴露，不仅减少了阿尔茨海默病相关的病理，而且还保留了小鼠的神经元、突触连接以及学习和记忆。

感官刺激基于神经夹带的概念，神经活动相位锁定到感觉节律并改善认知处理的各个方面的过程。 研究人员在 40 年代中后期发表了对小鼠的首次 2010 Hz 感官刺激研究。 受到这项工作结果的鼓舞，他们继续进行早期临床研究，以测试 40 Hz 感官刺激对人类的安全性、可行性和有效性。

40 Hz 感官刺激进入临床试验

研究人员的最新工作发表在 PLoS ONE的，分享了该集团的 I 期和 IIA 期临床研究的结果，这些研究由 黛安·陈，麻省总医院的神经科医生 （CBM） Tsai 实验室的博士后临床研究员。

研究参与者使用与扬声器同步的家用光板，每天接受 40 赫兹刺激一小时，持续至少三个月。 脑电图 (EEG) 电极在暴露后测量 40 Hz 节律和同步性。 IIA 期研究（包括 15 名早期阿尔茨海默病患者）还包括随访、脑容量 MRI 扫描、认知测试和睡眠监测。 IIA 期研究中的治疗组和对照组在年龄、性别、APOE 状态和认知评分方面相匹配。

参与者报告说 40 赫兹刺激没有造成严重的不良影响，并且超过 90% 的人在使用家用设备时顺从。 脑电图头皮电极测量显示，在认知正常的参与者和患有轻度阿尔茨海默氏病的志愿者中，额叶和枕骨部位的 40 Hz 节律功率显着增加。 接受治疗的八名 IIA 期参与者没有出现海马体积显着减少或心室体积增加的情况，而对照组则有。 接受治疗的患者在涉及认知和视觉处理网络的大脑区域也表现出更好的连通性。

蔡说，这些早期人体试验的结果应该谨慎乐观地解释。 三个月后，治疗组和对照组在大多数认知测试中均未显示出任何差异（治疗组仅在关联姓名和面孔方面有所改善），但 I 期和 IIA 期研究是在小规模队列中进行的，由于随访时间有限到 COVID-19 大流行。 该小组对老鼠的研究表明，要使认知和益处持久，应长期（在很长一段时间内始终如一地）提供 40 Hz 感官刺激。

“[我们]的结果不足以证明疗效，但我们相信它们显然支持对 40 Hz 感觉刺激作为阿尔茨海默病的潜在非侵入性疗法进行更广泛的研究，”Tsai 在麻省理工学院的新闻稿中说。

认知疗法由 Tsai 和麻省理工学院神经技术教授 Ed Boyden 创立的初创公司，目前正在推进 40 Hz 感官刺激的 III 期临床试验。

在另一项研究中，Picower 研究所小组和麻省总医院正在开展一项研究，以测试 40 Hz 感官刺激是否可能成为有阿尔茨海默病风险的人群的有效预防措施。 另一项研究将测试对唐氏综合症患者的益处。 他们还计划研究 40 Hz 感觉刺激在帕金森病患者中的应用，并正在进行细胞培养实验，以更好地了解 40 Hz 刺激效果的细胞和分子基础。

高压氧疗法可以减缓甚至逆转阿尔茨海默病的病理

Tsai 说这项研究证明了好奇心驱动的科学，看到其他研究人员测试无创 40 Hz 刺激作为阿尔茨海默病的潜在疗法并发表他们自己的研究结果，她感到很鼓舞。

“我们在 2009 年最初进行的增强 40 Hz 节律的实验纯粹是出于好奇心，并没有考虑到临床终点，”Tsai 解释道。 “从那时起，这个研究项目中所发生的一切故事可能会再次说明，好奇心驱动的基础科学研究可以产生重要的、对社会有益的实际成果。”

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/stimulating-the-brain-at-40-hz-to-treat-alzheimers-disease/