@ 2019.03.23 , 16:00

声光刺激疗法可增强大脑功能

一项在老鼠身上进行的新研究显示,一种新型声光刺激疗法可以清除大脑中有毒斑块的积聚,并减轻阿尔茨海默症的症状和认知功能受损。

阿尔茨海默症在大脑中的特征包括-淀粉样斑块的形成和tau蛋白的沉积,tau蛋白是一种破坏神经网络正常功能的有毒蛋白质。最近的研究表明,患有这种认知障碍疾病的人也会产生脑电波紊乱。神经元产生各种频率的电振荡,称为“脑电波”。

研究表明,在阿尔茨海默症患者中,γ脑电波活动会形成中断,γ波是脑电波中频率最高的一种。

近年来,剑桥麻省理工学院(MIT)的科学家们发现了一些证据,表明某些类型的光刺激可以重建γ波的平衡,并减少阿尔茨海默症小鼠脑中β-淀粉样蛋白的积累。

现在,在麻省理工学院蔡立辉教授的指导下,研究小组发现,光和声疗法的结合可以改善小鼠的认知功能。受到发表在《细胞》杂志上的这些发现的鼓舞,研究人员正在组织一项临床试验,以测试这种新疗法对阿尔兹海默病病人的疗效。

听觉刺激带来好处

在之前的研究中,蔡教授和同事采用了光刺激疗法,让老鼠每天暴露在40赫兹闪烁的灯光下1小时。研究人员发现这种非侵入性的方法有助于降低啮齿动物大脑中β-淀粉样斑块和磷酸化tau蛋白的水平。

此外,研究小组还观察到,光刺激增强了小胶质细胞的活动。小胶质细胞是一种神经细胞,在免疫反应中通过清除细胞碎片发挥作用。

然而,之前的研究只关注大脑视觉皮层的变化。在目前的研究中,科学家们决定更进一步,利用声音刺激来重新平衡γ脑电波,尝试治疗与记忆和学习有关的其他大脑区域。因此,他们让老鼠连续7天每天听1小时40赫兹的声音。这种听觉刺激不仅降低了听觉皮层的β-淀粉样蛋白水平,也降低了海马的β-淀粉样蛋白水平。海马是大脑中形成和复现记忆的关键区域。

蔡教授说:“我们已经证明,可以使用一种完全不同的感官刺激来诱导大脑中的伽马波振荡。”她补充道,“这种听觉刺激诱发的γ脑电波不仅可以减少感觉皮层的淀粉样蛋白和Tau蛋白,还可以减少海马的病理变化。”更重要的是,当研究人员评估这种声音刺激疗法对啮齿类动物认知能力的影响时,他们发现老鼠的记忆力得到了改善,它们在迷宫测试中表现得更好。

联合疗法的效果最好

在生理影响方面,听觉刺激不仅增强小胶质细胞的活动,而且对血管和循环系统也有影响。研究人员推测,这可能有助于进一步降低大脑中有毒蛋白质的水平。

在这些发现的启发下,研究小组将光和声音刺激疗法结合起来,并惊喜地发现这种联合疗法效果更好。研究人员发现,这种联合疗法可以消除更多大脑区域的β-淀粉样斑块,包括前额叶皮质,而前额叶皮质对高级认知功能至关重要。

此外,它还能更强烈地增强小胶质细胞的活动。蔡教授指出:“这些小胶质细胞把脑中有毒斑块团团围住。”他称这种效应“非常显著”。“我们将视觉和听觉刺激结合治疗一周后,前额皮质的淀粉样蛋白急剧减少。”

研究小组还发现,如果他们在第一周后中断治疗,其积极影响将在一周内消退,这意味着可能这种疗法必须持续进行。

蔡教授和同事们已经证明这种新的联合疗法对人类是安全的。目前,他们正在招募患有早期阿尔茨海默症的病人,旨在评估这种疗法对人的效果。


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