Li-Hui Tsai medytuje każdego ranka przed migającym ekranem. Synchronicznie z błyskami światła słychać ostre dźwięki, przypominające nieco kliknięcia kastanietów tancerza flamenco, tylko znacznie głośniejsze. Jednak tutaj rytm nie jest dla zabawy.
Połączenie migoczącego światła i klikających dźwięków pomaga zsynchronizować procesy elektryczne w mózgu zwane falami gamma.
Dla niewtajemniczonych ta terapia światłem i dźwiękiem może wydawać się nową modą dla fanów dobrego samopoczucia. Ale Tsai jest neurofizjologiem z Massachusetts Institute of Technology (Cambridge, USA). Ma dowody na to, że ta procedura może zapobiec rozwojowi choroby Alzheimera.
Badania Li-Hui Tsai to radykalnie nowe podejście do zapobiegania i leczenia najpowszechniejszej postaci demencji starczej.
Obecnie na demencję cierpi około 50 milionów ludzi na całym świecie - oczekuje się, że liczba ta wzrośnie trzykrotnie do 2050 roku.
Z neurologicznego punktu widzenia (zgodnie z dominującą hipotezą - red.), Główną zmianą związaną z chorobą Alzheimera jest gromadzenie się toksycznego białka w mózgu (płytki amyloidowe) i tworzenie się akumulacji białka tau w neuronach.
W rezultacie oba procesy wydają się siać spustoszenie w naszych neuronach i ich synapsach (punktach styku między dwoma neuronami, które pozwalają im „rozmawiać”).
Nic więc dziwnego, że przez ostatnie trzy dekady wiele badań nad chorobą Alzheimera koncentrowało się na znalezieniu lekarstwa na usunięcie tych płytek - a jednak wciąż czekamy na przełom.
Film promocyjny:
A teraz seria nowych badań sugeruje, że odpowiedź może nie być chemiczna, ale elektryczna.
A wszystko zależy od tych rytmów gamma, które wydają się wywoływać jakieś operacje oczyszczające w mózgu, usuwając toksyny, zanim zaczną wyrządzać szkody.
Uzdrawiające fale mózgowe
W życiu codziennym często używamy słowa „świt”, jeśli chodzi o nagły przypływ inspiracji. W neurofizjologii rzucają się w oczy specjalne fale w mózgu, rytmiczny wzorzec aktywności elektrycznej wytwarzany przez grupy neuronów w całym mózgu przy określonej częstotliwości.
W ten sam sposób, w jaki stacje radiowe lub telewizyjne transmitują swój sygnał na określonej długości fali, różne częstotliwości fal mózgowych wydają się być związane z bardzo określonymi funkcjami neurologicznymi.
Fale gamma oscylują około 30 do 100 razy na sekundę i zwykle można je zobaczyć, gdy koncentrujemy się na czymś lub próbujemy coś zapamiętać.
W kilku bardzo interesujących badaniach z początku XXI wieku wykazano, że pacjenci z chorobą Alzheimera są szczególnie słabi, w szczególności fale gamma, najszybsze rytmy mózgowe (w porównaniu do osób zdrowych bez oznak spadku zdolności umysłowych), co sugeruje, że naruszenie tych rytmy mogą mieć wpływ na chorobę.
Nie było jednak jasne, czy jest to kolejna konsekwencja już zachodzącej ogólnej neurodegeneracji, czy też potencjalnie jej przyczyna. Zespół naukowców kierowany przez Tsai postanowił to rozgryźć.
Aby w zasadzie udowodnić swoją hipotezę, najpierw zastosowali technikę znaną jako optogenetyka, w której neurony myszy laboratoryjnej są genetycznie modyfikowane, aby reagować na światło o określonym kolorze.
Umieszczając maleńkie źródło światła w czaszce zwierzęcia, naukowcy mogą stymulować fale gamma z bardzo dużą precyzją i obserwować efekty.
Ochrona mózgu
A to, co zobaczyli, było niesamowite. Nie tylko nastąpiło znaczne zmniejszenie ilości blaszek amyloidowych. Badacze odkryli mechanizm ich powstawania.
Szczególnie interesujący był wpływ na mikroglej mózgu (komórki makrofagów, rodzaj ekipy ratowniczej, ochroniarze naszego mózgu dbający o jego zdrowie).
„Są jak nadzór immunologiczny” - wyjaśnia Tsai. „Monitorują środowisko i mogą usuwać patogeny, toksyczne odpady i obce substancje”.
Wcześniejsze badania wykazały, że u pacjentów z chorobą Alzheimera mikroglej często nie jest w stanie prawidłowo wykonywać swoich obowiązków. Wydaje się jednak, że fale gamma mogą obudzić komórki makrofagów, co prowadzi do zmniejszenia liczby płytek amyloidowych i skupisk białek tau.
Co więcej, efekt użycia fal gamma pojawia się bardzo szybko. Wystarczyła godzina stymulacji, aby aktywować mikroglej i osiągnąć zauważalne zmniejszenie liczby blaszek amyloidowych.
Ten wpływ fal gamma na komórki makrofagów stanowi ogromny krok naprzód w naszym zrozumieniu choroby Alzheimera (i funkcji fal gamma), powiedział Tsai.
Stymulacja optogenetyczna to jednak zabieg, który nie jest łatwy do zastosowania u ludzi. Dlatego w następnym kroku Tsai próbował sprawdzić, czy mniej inwazyjne formy synchronizacji fal mózgowych zadziałają.
W jednym eksperymencie naukowcy codziennie przez godzinę oświetlali myszy migoczącym światłem o częstotliwości 40 Hz, podczas gdy w innych eksperymentach zwierzęta słyszały szybkie dźwięki klikania przy tej częstotliwości.
I w każdym z przypadków zadziałała synchronizacja. Komórki makrofagów pracowały aktywniej, poziom toksycznych białek spadł.
Ważne jest również, aby wszystko to wpłynęło na zachowanie myszy. Ci, którzy otrzymali stymulację, szybciej znajdowali wyjście z labiryntu i lepiej je zapamiętali - w przeciwieństwie do tych, którzy starzeli się bez stymulacji.
Korzystne wibracje
Ale czy naukowcy będą w stanie odtworzyć te wyniki u rzeczywistych pacjentów z chorobą Alzheimera?
Tsai rozpoczyna obecnie próby kliniczne, aby zbadać długoterminowe korzyści stymulacji falami gamma dla ludzi.
Ale w innym badaniu znaleziono już pewne zachęcające dowody na to, że taka stymulacja prowadzi do poprawy zdolności poznawczych.
W badaniu prowadzonym przez Amy Clements-Cortez z University of Toronto w Kanadzie wykorzystano stymulację dotykową, a także stymulację słuchową. Uczestnicy z diagnozami różnych stadiów choroby Alzheimera siedzieli na krześle z sześcioma głośnikami, które emitowały niskie dźwięki o częstotliwości fal gamma.
Przypominało to subwoofer (głośnik niskotonowy), mówi Clements-Cortez, powodując, że uczestnicy odczuwali lekkie wibracje w całym ciele.
Po sześciu 30-minutowych sesjach pacjenci wykazali poprawę w standardowych testach różnych zdolności poznawczych, w tym liczenia umysłowego i pamięci krótkotrwałej.
Było to szczególnie zaskakujące, biorąc pod uwagę, jak krótki był interwał stymulacji, zauważa Clements-Cortez.
Ma również zeznania innego pacjenta z łagodnymi objawami demencji, który od trzech lat używa w domu podobnego urządzenia. „Trzy lata później odwiedziliśmy ją” - mówi Clements-Cortes. „Jej zdolności umysłowe nie uległy pogorszeniu, pozostały mniej więcej takie same”.
Oczywiste jest, że należy zebrać znacznie więcej danych, przy użyciu większych próbek, ale wstępne wyniki, według Clementsa-Cortesa, są „niesamowicie inspirujące”.
Jest możliwe, że pacjenci będą mogli skorzystać z tego typu terapii po prostu oglądając telewizję lub słuchając radia - mówi.
Po tylu latach bezowocnych prób znalezienia lekarstwa na chorobę Alzheimera na końcu tunelu zaświeciło światło?
Wydaje się, że nowa metoda może być szczególnie cenna we wczesnej interwencji w przebiegu choroby.
Martin O'Halloran z National University of Ireland zwraca uwagę, że chociaż pacjenci mogą mieć trudności poznawcze, potwierdzenie rozpoznania choroby Alzheimera zajmuje dużo czasu, a to opóźnia rozpoczęcie leczenia, ponieważ lekarze nie chcą ryzykować skutków ubocznych, dopóki nie są pewni diagnozy. …
„Każda wczesna interwencja u tych pacjentów powinna być możliwie nieinwazyjna i bezpieczna” - mówi. „W tym migotanie światła lub powtarzający się dźwięk”. (W przypadku pacjentów z padaczką to nie jest odpowiednie, ponieważ stymulacja może wywołać napad).
Barry McDermott, badacz z National University of Ireland, również jest optymistą co do wyników.
„Żaden lekarz nie przepisze leków na chorobę Alzheimera w celu zapobiegania, ale tę metodę można zacząć stosować z wyprzedzeniem” - zauważa. - To takie proste i lekkie. Teoretycznie możesz nawet mieć taką aplikację na swoim smartfonie”.
Pomimo szybkiego postępu w badaniach, zarówno O'Halloran, jak i McDermott, którzy niedawno przeanalizowali potencjał tej technologii w Journal of Alzheimer's Disease Research, podkreślają, że wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi.
Oprócz konieczności uzyskania poważniejszego potwierdzenia długoterminowej przydatności metody w badaniach klinicznych, konieczne jest również zrozumienie, jaka jest idealna częstotliwość gamma do zastosowania i jaki jest optymalny czas stosowania.
Chociaż wydaje się mało prawdopodobne, że dostaniesz przedawkowanie fal gamma, pomocne będzie sprawdzenie, czy nadmierny entuzjazm dla tej metody spowoduje skutki uboczne - podkreślają irlandzcy naukowcy.
Ponadto okaże się, czy stymulacja fal gamma poprawia zdolności umysłowe zdrowych ludzi.
Tsai jest tutaj ostrożna: wierzy, że istnieje pewna granica tego, co fale gamma mogą zrobić dla zdrowego mózgu.
Ma jednak nadzieję, że ta metoda może być przydatna jako środek zapobiegawczy po osiągnięciu wieku średniego - aby utrzymać normalne funkcjonowanie mózgu, zanim pojawią się pierwsze oznaki osłabienia umysłowego. „Myślę, że to możliwe” - mówi.
Pomimo wielu pytań, na które pozostaje odpowiedź, Tsai już testuje urządzenie na sobie. „I czuję się świetnie” - mówi z chytrym uśmiechem.
Jak każdy naukowiec, Li-Hui Tsai rozumie, że jej osobiste doświadczenie nie może być traktowane jako rozstrzygający dowód. Jeśli jednak wyniki jej badań zostaną potwierdzone, wielu z nas może zacząć dzień od podobnych zabiegów dźwiękowych i świetlnych, aby zachować zdrowy mózg.
David Robson