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据国外媒体报道,阿尔茨海默病是一种神经退行性疾病,也是世界上最常见的痴呆症。根据最新的研究,我们将来可能通过看电视来治疗这种疾病。
每天早上,美籍华人生物学家李会在一个闪烁的屏幕前冥想。与闪烁的灯光同步是一种刺耳的咔嗒声,有点像热情的弗拉门戈舞者敲击共鸣板。然而,这种节奏不是用来娱乐,而是用来激活大脑。
闪光灯和咔嗒声的结合是为了同步大脑中一种特殊类型的电活动& mdash& mdash伽马波。对不知情的人来说,光和声音的刺激就像是最新的健康时尚,但从神经科学家的角度来看,有证据表明这可以预防老年痴呆症。
这项新研究为预防和治疗这种最常见的痴呆症提供了一种全新的方法。今天,痴呆症影响着全世界大约5000万人,这个数字预计到2050年将增加两倍。
与阿尔茨海默病相关的最明显的神经变化是细胞外形成的毒性淀粉样斑块的积累和神经元中tau蛋白的缠结。两者似乎都对我们的神经元和突触造成了严重损害,而神经元和突触是神经元之间的纽带。在过去的30年里,对阿尔茨海默病的研究主要集中在寻找去除这些斑块的药物上,这并不奇怪,但我们仍在等待突破性的治疗。
现在,大量的新研究表明,与化疗相比,电子疗法可能是解决这个问题的答案。这一切都取决于伽马波的节奏,伽马波似乎会触发大脑中的清洁操作,在有毒物质造成损害之前将其清除。
治愈脑电波
虽然我们经常使用& ldquo脑电波。这个词描述的是灵感的闪现,但在神经科学中,这个词描述的是一种有节奏的电活动,它是由大脑中的一组神经元以特定的频率放电产生的。
神经元通过细胞膜上带正电的原子流产生这些电流。正如电视和收音机通过不同频率的无线电波传播一样,不同频率的脑电波似乎也与特定的神经功能有关。伽马波以每秒30至100赫兹的频率振荡,这通常可以在我们集中注意力或编码和恢复记忆时观察到。
20世纪初一些有趣的研究表明,与认知能力没有下降的健康人相比,阿尔茨海默病患者的γ波特别弱,这表明阿尔茨海默病可能与脑节律紊乱有关。然而,尚不清楚这是神经变性发生后的另一个结果,还是神经变性的潜在原因。蔡教授的团队开始研究这个问题。
为了揭示这个原理,他们首先采用了& ldquo光遗传学。(光遗传学)是一种通过基因改变实验小鼠的神经元来对特定颜色的光做出反应的技术。通过在头骨中植入一个小光源,研究小组可以以令人难以置信的精确度激发伽马波并观察其效果。
神经保护细胞
研究小组的发现令人震惊。他们不仅揭示了与阿尔茨海默病相关的淀粉样斑块的显著减少,而且揭示了这一现象的可能机制。
研究人员对伽马波对大脑小胶质细胞的影响特别感兴趣。小胶质细胞是一种特殊类型的胶质细胞,它看起来像有触须的微小海洋生物。他们扮演大脑护理和安全的角色。& ldquo它们就像免疫监视一样。蔡教授说:他们将检查环境,还可以清除病原体、有毒废物和异物。& rdquo
先前的研究发现,阿尔茨海默病患者的小胶质细胞通常无法履行这些职责。但是在新的研究中,伽马波似乎再次唤醒了它们,从而降低了淀粉样斑块和tau蛋白缠结的水平。此外,效果似乎非常迅速,仅一小时的刺激就足以激活小胶质细胞并显著减少淀粉样斑块。
以这种方式将伽马波与这些小胶质细胞的活动联系起来,在我们对阿尔茨海默病和伽马波功能的理解上取得了巨大的飞跃。然而,光遗传学刺激疗法需要基因改造和手术,不能轻易应用于人类。因此,蔡教授的团队接下来研究了一些侵入性较小的脑波联合疗法是否具有类似的效果。
在一个实验中,研究人员让老鼠暴露在光线下,并以40 Hz的频率每天眨眼一小时。在其他实验中,他们以这种频率快速播放声音给老鼠听。他们的想法是,在这种情况下,视觉和听觉系统中的神经元将开始与光和声音信号同步放电,触发脑电波活动并扩散到整个大脑。这正是他们所看到的。正如所料,随着γ波的增强,小胶质细胞活性增加,毒性淀粉样斑块减少。
重要的是,在老鼠行为的测量中也观察到了这些差异。受刺激的老鼠更容易学会走迷宫,而其他老鼠随着年龄的增长变得更健忘。
振动良好
当然,最大的考验是科学家能否在真正的阿尔茨海默氏症患者身上复制这些结果。蔡教授目前正在进行临床试验,以探索伽马波刺激对人类的长期益处。已经有一些令人兴奋的初步证据表明,这样做确实可以提高认知能力。
在加拿大多伦多大学艾米和米德多组织的一次比赛中;在艾米·克莱门茨-科尔特斯领导的研究中,使用了触觉和听觉刺激。被诊断患有不同阶段阿尔茨海默病的参与者被安排坐在一把椅子上,椅子上装有六个扬声器,发出伽马波段的低声。克莱门茨·科尔特斯指出,这种效应有点像& ldquo低音炮,可以让病人感觉到全身轻微的震动。
经过6次30分钟的训练,受试者在认知能力(包括心算和短期记忆)的各种标准测试中表现出了显著的进步。克莱门茨·科尔特斯说,在如此短的时间内达到这样的效果真是令人惊讶。她还从另一位患有早期痴呆症的患者身上获得了同样的结果,这位患者在家中使用类似的设备已经三年了。& ldquo三年后,我们回去看望她,发现她的认知能力基本保持不变。& rdquo克莱门茨·科尔特斯说。
显然,更多的证据是必要的,因为样本足够大,但克莱门茨·科尔特斯认为,这些早期结果已经存在非常令人鼓舞。。她说,将来病人甚至可以在看电视或听收音机时接受这种治疗。
其他研究人员说,过去对阿尔茨海默病的研究经历了许多死胡同,这种新的治疗方法的前景将特别受欢迎。
这种方法可能被证明是一种特别有价值的早期干预方法。许多患者可能已经表现出认知困难,但是阿尔茨海默病的诊断需要很长时间来确认,这可能导致治疗延迟,因为患者通常不愿意在诊断之前冒潜在副作用的风险。任何早期干预(对这些病人)都必须极其谨慎和安全。在你能想到的所有方式中,闪光灯或重复的声音是最不具侵略性的。换句话说,至少对大多数人来说,这种刺激可能不适合癫痫患者,因为它可能导致癫痫发作。
巴里&米德多特,爱尔兰国立大学的研究员;麦克德莫特对这种早期干预同样乐观。& ldquo没有医生会给你开预防老年痴呆症的药,但是这些方法可以在早期使用。& rdquo他说。它们是如此简单和直接。理论上,你甚至可以在智能手机上安装相关的应用程序。& rdquo
尽管到目前为止进展迅速,研究人员强调仍有许多问题需要回答。除了需要更强有力的证据来证明临床试验的长期益处之外,研究人员还需要更多地了解伽马波使用的理想频率和最佳治疗持续时间。他们指出,尽管病人似乎不太可能。& rdquo的过度使用伽马波,但这项技术的应用是否过于积极会带来任何不利影响也值得考虑。
伽马波刺激是否会改善健康人的大脑功能还有待观察。蔡教授对很谨慎。她认为伽马波对健康大脑的影响有一定的临界值。她希望伽马波可以作为一种预防措施,在中年后出现任何认知衰退迹象之前保护大脑功能。& ldquo我认为这是可能的。
尽管还有许多问题需要回答,蔡教授已经亲自试用了这种设备。& ldquo我感觉很好。她开怀大笑。像所有的科学家一样,蔡教授非常清楚,他的个人经历不应该作为确凿的证据,但如果研究真的成功,更多的人将开始新的一天,以类似的声音和灯光,以保护他们的大脑功能。