U laboratoriju na MIT-ovom Institutu Picower za učenje i pamćenje kohorte miševa s umjetno izazvanim Alzheimer-om dobivaju neobičan novi tretman: Zatvoreni u tamnoj prostoriji izloženi su vizualnoj stimulaciji u obliku bijelog LED-a koji brzo treperi trake.
Povezani sadržaj
- Više od 30 godina od njihovog otkrića, Prioni nas još uvijek očaraju, zastrašuju i mistificiraju
Trepereća svjetla, koja se kreću brzinom od 40 herca ili 40 puta u sekundi, manje podsjećaju na strobu u nekom klubu i više nalik na svjetlucanje zvijezda, kaže Li-Huei Tsai, autor studije koja se pojavila u Natureu . Ovi miševi, podijeljeni u skupine za različite vrste terapije i kontrola, pokazuju poboljšanje simptoma povezanih s Alzheimer-om - konkretno smanjenje beta amiloidnog plaka povezanog s bolešću.
Iako veza između bolesti i uzroka plaka u mozgu nije posve jasna, i iako je eksperiment proveden na miševima koji su genetski programirani da bolest ima, istraživanje bi moglo ukazati i na novo razumijevanje procesa koji stoji iza bolest i neinvazivno liječenje za nju.
Ideja studije bila je utjecati na gama oscilacije, mjeru ritmičke aktivnosti neurona u rasponu od 25 do 80 hertza. Tsai, koja je profesor neuroznanosti na MIT-u, a njezin je laboratorij isprobao pulseve od 20 do 80 Hz i otkrio da je 40 mjesto slatkog.
"Mislim da je ovo prvo istraživanje, koje nije samo pokazalo da gama oscilacija utječe na razinu beta amiloida, već je stvarno prva studija koja je uopće pomislila na gama oscilacije i molekularne i stanične promjene u mozgu", kaže Tsai.
Ovo ipak nije prva studija koja se uopće bavi gama oscilacijama. Još davne 1989. godine u prirodi Wolf Singer i njegov laboratorij također su pokazali da je 40 Hz važna brzina. "Ono što čini je da uzrokuje visoku sinkronost", kaže Singer, uspoređujući ga sa pejsmejderom.
Singer je otkrio da se vizualno izazvane oscilacije gama mogu proširiti po mozgu, sinkronizirajući različite dijelove u istom ritmu, što vjeruje da objašnjava kako se naš mozak koordinira. U desetljećima je to polje bilo kontroverzno i često se proučava, često implantirajući elektrone na vlasište ili mozak kako bi izazvali oscilacije. Pokazano je da utječe na pamćenje, pažnju, svijest, pa čak i shizofreniju, ali Tsaijeva upotreba svjetla za utjecaj na Alzheimerovu bolest je nova.
"Ono što su učinili je da su preokrenuli uzročnost, rekli su, možda je poremećena vremenska dinamika sustava koja uzrokuje bolesno stanje", kaže Singer. Iako je prethodno pokazano da su gama oscilacije oslabljene kod ljudi koji boluju od Alzheimerove bolesti, upravo je ova provjera vremenske trake dovela Tsai do njenog eksperimenta.
"U početku smo željeli znati kako se rano događa ovo oštećenje?" Kaže Tsai. "Ako se dogodi kasno, istovremeno s oštećenjem memorije i drugim oštećenjima koja se događaju, tada bi oslabljene oscilacije mogle biti samo jedna od posljedica bolesti. Ali ako se dogodi rano, potencijal može doprinijeti manifestaciji bolesti. "
Nije posve jasno zašto uzrokovane oscilacije gama dovode do manje plaka, ali Tsai ima nekoliko ideja. Prvo, čini se da je stvaranje same ploče ugušeno. To je posebno iznenađujuće, kaže Tsai, zbog veličine - vidjeli su smanjenje od 50 posto - i zato što nije prikazana izravna veza između oscilacija gama i beta amiloidnog plaka.
Druga značajka koja se opaža kod Alzheimerove bolesti je disfunkcija mikroglija stanica. Obično se smatraju da imunološke stanice mozga, uklanjajući toksične materijale i krhotine, ne djeluju ili čak mogu izazvati upalu kod Alzheimerovih bolesnika. "Njihova normalna funkcija je uklanjanje toksičnih materijala i nečistoća oko mozga i svima svima zadovoljstvo", kaže Tsai. Kako je istraživanje pokazalo pojačanu funkciju ćelija mikroglije tijekom liječenja, istraživači su zaključili da je to jedan od načina - uz sprečavanje nastanka novih plakova - da oscilacije doprinose smanjenju plaka.
Budući da se oscilacije potiču vizualno, smanjenje plaka koje je pokazalo istraživanje ograničeno je na vizualni korteks mozga i čini se da će nestati za otprilike jedan dan. Ostala nadolazeća istraživanja uključuju produljenje trajanja eksperimenta, kako bi se vidjelo hoće li efekti trajati duže i proširiti se po mozgu, kao što sugeriraju rezultati Singerovog istraživanja. Može biti korisna i kod drugih bolesti koje pokazuju nenormalne gama oscilacije, poput autizma i psihijatrijskih poremećaja, kaže Tsai. Osnovala je tvrtku pod nazivom Cognito Therapeutics koja radi na iskušenjima ljudi.
