Joka aamu Li-Hui Tsai meditoi vilkkuvan näytön edessä. Synkronisesti valon välähdyksien kanssa kuuluu teräviä ääniä, jotka muistuttavat hieman flamenkotanssijan tanssijan kastanssien napsautuksia, vain paljon kovemmin. Täällä oleva rytmi ei ole kuitenkaan hauskaa.
Vilkkuvan valon ja napsauttavien äänien yhdistelmä auttaa synkronoimaan aivojen sähköisiä prosesseja, joita kutsutaan gamma-aaltoiksi.
Tahattomille henkilöille tämä ääni- ja valohoito saattaa tuntua uudelta hyvinvointifaneille. Mutta Tsai on neurofysiologi Massachusetts Institute of Technologystä (Cambridge, USA). Ja hänellä on todisteita siitä, että tämä toimenpide voi estää Alzheimerin taudin kehittymistä.
Li-Hui Tsai: n tutkimus on radikaali uusi lähestymistapa seniilisen dementian yleisimmän muodon ehkäisemiseksi ja hoitamiseksi.
Nykyään dementiasta kärsii noin 50 miljoonaa ihmistä maailmanlaajuisesti - ja tämän luvun odotetaan kolminkertaistuvan vuoteen 2050 mennessä.
Neurologisesta näkökulmasta (vallitsevan hypoteesin mukaan - toim.) Alzheimerin tautiin liittyvä tärkein muutos on myrkyllisen proteiinin kertyminen aivoihin (amyloidiplakkit) ja tau-proteiinin kerääntyminen neuroneihin.
Seurauksena on, että molemmat prosessit näyttävät tuhoavan meidän neuroneissamme ja niiden synapsissa (kahden neuronin väliset kosketuspisteet, jotka sallivat heidän "puhua").
Joten ei ole yllättävää, että viimeisen kolmen vuosikymmenen aikana suuri osa Alzheimerin tutkimuksesta on keskittynyt parannuskeinojen löytämiseen näiden plakkien poistamiseksi - ja silti odotamme vielä läpimurtoa.
Mainosvideo:
Ja nyt sarja uusia tutkimuksia ehdottaa, että vastaus ei ehkä ole kemiallinen, vaan sähköinen.
Ja kaikki riippuu gamma-rytmeistä, jotka näyttävät käynnistävän jonkinlaisia aivojen puhdistusoperaatioita, poistaen myrkkyjä ennen kuin ne alkavat aiheuttaa vahinkoa.
Parantavat aivoaallot
Käytämme jokapäiväisessä elämässä usein sanaa "valjeutunut", kun on kyse äkillisestä inspiraatiopysähdyksestä. Neurofysiologiassa se, mitä meille hapettaa, on aivojen erityiset aallot, aivojen neuroniryhmien muodostama rytminen sähköisen toiminnan aktiivisuus rytmisellä tietyllä taajuudella.
Samoin kuin radio- tai televisioasemat lähettävät signaalinsa tietyllä aallonpituudella, aivojen erilaiset taajuudet näyttävät liittyvän erittäin spesifisiin neurologisiin toimintoihin.
Gamma-aallot värähtelevät noin 30–100 kertaa sekunnissa ja ne voidaan yleensä nähdä, kun keskitymme johonkin tai yritämme muistaa jotain.
Joissakin 2000-luvun alkupuolen erittäin mielenkiintoisissa tutkimuksissa osoitettiin, että Alzheimerin tautia sairastavat potilaat ovat erityisen heikkoja, etenkin gamma-aallot, nopeimmat aivorytmit (verrattuna terveisiin ihmisiin, joilla ei ole merkkejä henkisten kykyjen heikkenemisestä), mikä viittaa siihen, että näitä rytmit voivat liittyä tautiin.
Ei kuitenkaan ollut selvää, oliko tämä vain uusi jo jo alkanut yleisen neurodegeneraation seuraus, tai mahdollisesti sen syy. Ja Tsaiin johtama tutkijaryhmä päätti selvittää sen.
Periaatteessaan hypoteesin todistamiseksi he turvautuivat ensin optogenetiikkaan tunnettuun tekniikkaan, jossa laboratoriohiiren neuroneja muutetaan geneettisesti vastaamaan tietyn värin valoon.
Asettamalla pienen valonlähteen eläimen kalloon, tutkijat voivat stimuloida gamma-aaltoja erittäin tarkasti ja tarkkailla vaikutuksia.
Aivojen vartiointi
Ja mitä he näkivät, oli hämmästyttävää. Ei vain, että amyloiditautit vähenivät merkittävästi. Tutkijat löysivät luomismekanismin.
Erityisen mielenkiintoista oli vaikutus aivojen mikrogliaan (makrofagisolut, eräänlainen pelastusryhmä, aivojemme henkivartijat, huolehtien sen terveydestä).
"Ne ovat kuin immuunivalvonta", Tsai selittää. "He seuraavat ympäristöä ja voivat puhdistaa patogeenit, myrkylliset jätteet ja vieraat aineet."
Aikaisemmissa tutkimuksissa on havaittu, että Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla mikroglia ei usein pysty suorittamaan tehtäviään kunnolla. Mutta näyttää siltä, että gamma-aallot voivat herättää makrofagisoluja, mikä johtaa amyloidien plakkien ja tau-proteiinin kohoumien määrän vähenemiseen.
Lisäksi gamma-aaltojen käytön vaikutus tulee erittäin nopeasti. Vain yhden tunnin stimulaatio riitti mikroglian aktivoimiseen ja amyloidiplakkien määrän huomattavaan vähentymiseen.
Tämä gamma-aaltojen vaikutus makrofagisoluihin edustaa valtavaa harppausta ymmärtämisessämme Alzheimerin taudista (ja gamma-aaltojen toiminnasta), Tsai sanoi.
Optogeneettinen stimulaatio on kuitenkin menettely, jota ei ole helppo soveltaa ihmisissä. Joten seuraavassa vaiheessa Tsai yritti testata toimivatko vähemmän invasiiviset aivoaaltosynkronoinnin muodot.
Yhdessä kokeessa tutkijat valaisivat hiiriä joka päivä tunnin ajan vilkkuvalla valolla taajuudella 40 Hz, kun taas toisissa kokeissa eläimet kuulivat nopeita napsautusääniä tällä taajuudella.
Ja kaikissa tapauksissa, joissa se toimi, tapahtui synkronointi. Makrofagisolut toimivat aktiivisemmin, myrkyllisten proteiinien taso laski.
On myös tärkeää, että kaikki tämä vaikutti hiirien käyttäytymiseen. Ne, jotka saivat stimulaatiota, löysivät tien ulos labyrintistä nopeammin ja muistivat sen paremmin - toisin kuin ne, jotka ikääntyivät ilman stimulaatiota.
Hyödylliset tärinät
Mutta pystyvätkö tutkijat toistamaan nämä tulokset tosielämän Alzheimerin potilailla?
Tsai aloittaa nyt kliiniset tutkimukset gamma-aaltojen stimulaation pitkäaikaisten etujen tutkimiseksi ihmisille.
Mutta toisessa tutkimuksessa on jo löydetty rohkaisevaa näyttöä siitä, että tällainen stimulaatio todella johtaa kognitiivisen suorituskyvyn paranemiseen.
Kanadan Toronton yliopiston Amy Clements-Cortezin johtamassa tutkimuksessa käytettiin kosketusstimulaatiota samoin kuin kuulon stimulaatiota. Osallistujat, joilla oli diagnoosi Alzheimerin taudin eri vaiheista, istuivat tuolissa, jossa oli kuusi kaiutinta, jotka emittoivat matalia ääniä gamma-aaltojen taajuudella.
Clements-Cortez sanoo, että se muistutti subwooferia (matalataajuinen kaiutin), aiheuttaen osallistujille tunteen pienen värähtelyn kehossaan.
Kuuden 30 minuutin istunnon jälkeen potilaat osoittivat parannuksia eri kognitiivisten kykyjen, mukaan lukien henkisen laskennan ja lyhytaikaisen muistin, vakiotestissä.
Tämä oli erityisen yllättävää, kun tarkastellaan kuinka lyhyt stimulaatioväli oli, huomauttaa Clements-Cortez.
Hänellä on todistus myös toiselta potilaalta, jolla on lieviä dementian oireita ja joka on käyttänyt samanlaista laitetta kotona kolme vuotta.”Kolme vuotta myöhemmin kävimme hänen luonaan”, Clements-Cortes sanoo. "Hänen henkiset kykynsä eivät ole heikentyneet, ne ovat pysyneet suunnilleen samoina."
On selvää, että on kerättävä paljon enemmän tietoja suurempien näytteiden kanssa, mutta Clements-Cortezin mukaan alkuperäiset tulokset ovat "uskomattoman inspiroivia".
On mahdollista, että potilaat voivat saada tämän tyyppisen hoidon yksinkertaisesti katsomalla televisiota tai kuuntelemalla radiota, hän sanoo.
Niin monien vuosien tuloksettomien yritysten jälkeen, jotka ovat löytäneet parannuskeinoa Alzheimerin taudille, on tunnelin loppupuolella valonlähdössä valo?
Vaikuttaa siltä, että uusi menetelmä voi olla erityisen arvokas varhaisessa interventiossa taudin aikana.
Martin O'Halloran Irlannin kansallisesta yliopistosta huomauttaa, että vaikka potilailla voi olla kognitiivisia vaikeuksia, Alzheimerin diagnoosin vahvistaminen vie kauan, ja tämä hidastaa hoidon aloittamista, koska lääkärit eivät halua riskiä sivuvaikutuksista, ennen kuin ovat varmoja diagnoosista. …
"Kaikkien näiden potilaiden varhaisten interventioiden tulisi olla mahdollisimman invasiivisia ja turvallisia", hän sanoo. "Sisältää välkyvän valon käytön tai äänen toistamisen." (Epilepsiapotilaille tämä ei sovellu, koska stimulaatio voi laukaista kohtauksen.)
Irlannin kansallisen yliopiston tutkija Barry McDermott on myös optimistinen havaintojen suhteen.
"Kukaan lääkäri ei määrää Alzheimerin lääkkeitä ennaltaehkäisyyn, mutta tämä menetelmä on jotain, jonka voit alkaa käyttää etukäteen", hän toteaa. - Se on niin yksinkertainen ja kevyt. Teoriassa sinulla voisi olla jopa tällainen sovellus älypuhelimellasi.”
Tutkimuksen nopeasta kehityksestä huolimatta sekä O'Halloran että McDermott, jotka äskettäin tarkastelivat tekniikan potentiaalia Journal of Alzheimer Disease Research -tutkimuksessa, painottavat, että moniin kysymyksiin on vielä vastattava.
Sen lisäksi, että on saatava vakavampi vahvistus menetelmän pitkäaikaisesta hyödyllisyydestä kliinisissä tutkimuksissa, on myös ymmärrettävä, mikä gamma-aaltojen taajuus on ihanteellinen käytettäväksi ja mikä on optimaalinen käytön kesto.
Irlantilaiset tutkijat korostavat, että vaikka on epätodennäköistä, että saat yliannostuksen gamma-aalloista, on hyödyllistä nähdä, aiheuttaako liiallinen innostuminen menetelmästä sivuvaikutuksia.
Lisäksi on vielä selvitettävä, parantaako gamma-aaltojen stimulaatio terveiden ihmisten henkistä kapasiteettia.
Tsai on tässä varovainen: hän uskoo, että gamma-aaltojen avulla terveille aivoille voi olla tietty raja.
Mutta hän toivoo, että menetelmästä voi olla hyötyä ennaltaehkäisevänä toimenpiteenä, kun henkilö on ylittänyt keski-iän - pitää aivot toimivana normaalisti ennen kuin mielenterveyden ensimmäiset merkit ilmestyvät. "Minusta se on mahdollista", hän sanoo.
Huolimatta monista kysymyksistä, joihin on vielä vastattava, Tsai testaa laitetta jo itse.”Ja minusta tuntuu hyvältä”, hän sanoo hymyillen.
Kuten kaikki tutkijat, Li-Hui Tsai ymmärtää, että hänen henkilökohtaista kokemustaan ei voida pitää vakuuttavana todisteena. Jos hänen tutkimuksensa tulokset kuitenkin vahvistetaan, monet meistä voivat hyvinkin aloittaa päivämme vastaavilla ääni- ja valohoidoilla aivojen terveyden pitämiseksi.
David Robson