Lys- og lydterapi kan øke hjernens funksjon
Ny forskning på mus avslører at en innovativ lys- og lydstimuleringsbehandling kan fjerne giftig plakkoppbygging i hjernen og redusere noen av symptomene på Alzheimers sykdom og nedsatt kognitiv funksjon.
Kjennetegnene ved Alzheimers sykdom i hjernen inkluderer dannelsen av beta-amyloidplakk og sammenslåing av tau, et giftig protein som forstyrrer riktig funksjon av nevrale nettverk.
Nyere forskning har antydet at mennesker med denne formen for kognitiv svikt også opplever hjernebølgeforstyrrelser.
Nevroner (hjerneceller) produserer elektriske svingninger av forskjellige frekvenser, som kalles "hjernebølger".
Forskning har vist at ved Alzheimers sykdom opplever individer en forstyrrelse i aktivitetsmønsteret til gammabølger, hjernebølgene med høyest frekvens.
De siste årene har et team av forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge avdekket bevis for at visse typer lysstimulering kan gjenopprette likevekten av gammabølger og redusere akkumulering av beta-amyloid i musemodeller av Alzheimers.
Nå har det samme teamet, som arbeider under ledelse av MIT-prof. Li-Huei Tsai, funnet at en kombinasjon av lys- og lydterapi kan ha en betydelig effekt i å forbedre kognitiv funksjon i disse musemodellene.
Oppmuntret av disse funnene, som vises i tidsskriftet Celle, organiserer forskerne nå en klinisk prøve for å teste effekten av denne nye behandlingen hos mennesker med denne nevrodegenerative tilstanden.
Auditiv stimulering gir fordeler
I sin forrige studie brukte professor Tsai og kollegaer en lysstimuleringsbehandling, som involverte å utsette musemodeller for lys som flimret ved 40 Hertz i 1 time per dag.
På det tidspunktet fant forskerne at denne ikke-invasive tilnærmingen bidro til å redusere nivåene av både beta-amyloidplakk og fosforylerte tau-proteiner i gnagernes hjerne.
Videre observerte teamet at lysstimuleringen økte aktiviteten til mikroglia, en type nervecelle som spiller en rolle i immunresponsen og fungerer ved å rydde opp i cellulært rusk.
Imidlertid fokuserte denne tidligere forskningen bare på endringer i hjernens visuelle cortex. I den nåværende studien bestemte forskerne seg for å gå et skritt videre og prøve å behandle andre hjerneregioner som er involvert i minne og læringsprosesser ved å bruke lydstimulering for å balansere gammahjernebølger.
Dermed fortsatte de og eksponerte mus for 40 Hertz-lyder i 1 time om dagen i 7 påfølgende dager. Denne hørselsstimuleringen hadde effekten av å redusere beta-amyloidnivåene ikke bare i hørselsbarken, men også i hippocampus, en hjerneområde som spiller en nøkkelrolle i prosessering og tilbakekalling av minner.
"Det vi har demonstrert her er at vi kan bruke en helt annen sensorisk modalitet for å indusere gamma-svingninger i hjernen," sier professor Tsai.
"Og for det andre," legger hun til, "kan denne auditive stimuleringsinduserte gammaen redusere amyloid- og Tau-patologi i ikke bare sensorisk cortex, men også i hippocampus."
Enda viktigere, når forskerne vurderte effekten av denne lydstimuleringsbehandlingen på gnagernes kognitive evner, fant de ut at minnene til musene hadde blitt bedre, og at de presterte mye bedre på en test som krevde at de skulle finne veien ut av en labyrint ved husker landemerker.
På slutten av behandlingen hadde musenes evne til å huske gjenstander som forskere tidligere hadde utsatt dem for, blitt bedre.
Kombinert tilnærming gir best resultat
Når det gjelder fysiologisk innvirkning, utløste den auditive stimuleringen ikke bare mikroglial aktivitet, men hadde også en effekt på blodkar og sirkulasjon. Forskerne antar at dette kan bidra til å redusere nivåene av giftige proteiner i hjernen ytterligere.
På grunn av disse funnene kombinerte teamet deretter lys- og lydstimuleringsbehandling og ble positivt overrasket over å finne at denne behandlingen hadde en enda bedre effekt.
Forskerne fant at kombinasjonstilnærmingen førte til eliminering av beta-amyloidplakk i flere hjerneregioner, inkludert prefrontal cortex, som er viktig for kognitiv funksjon av høyere orden.
Videre ga det et mer intens løft for mikroglial aktivitet. "Disse mikroglia hoper seg bare oppå hverandre rundt plakettene," bemerker professor Tsai og kaller effekten "veldig dramatisk."
"Når vi kombinerer visuell og auditiv stimulering i en uke, ser vi engasjementet av prefrontal cortex og en veldig dramatisk reduksjon av amyloid."
Prof. Li-Huei Tsai
Teamet fant også at hvis de avbrøt behandlingen etter den første uken, ville dens positive effekter forsvinne innen bare en uke, noe som antyder at spesialister kanskje må administrere denne behandlingen kontinuerlig.
Prof. Tsai og kollegaer har allerede funnet ut at den nye kombinasjonsbehandlingen er trygg hos mennesker, og de registrerer for øyeblikket deltakere med Alzheimers former i en tidlig fase i en klinisk studie som de har designet for å vurdere behandlingseffekten på mennesker.
