Болезнь Альцгеймера: ежедневные звуковые вибрации замедляют ее прогрессирование?

В 2016 году группа исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) сделала большой шаг вперед, выявив потенциальные преимущества гамма-сенсорной стимуляции, как визуальной, так и слуховой, в лечении болезни Альцгеймера. Сегодня они расширяют сферу своих исследований, изучая влияние тактильной стимуляции, в данном случае вибрации. Этот прорыв потенциально может привести к созданию неинвазивного и экономически эффективного метода замедления прогрессирования этого нейродегенеративного заболевания.

Традиционно большинство терапевтических мер по лечению болезни Альцгеймера направлены на то, чтобы обратить вспять ее прогрессирование с помощью химических агентов. Однако эти фармакологические средства часто являются дорогостоящими, часто имеют множество побочных эффектов, а их эффективность зачастую ограничена. Именно в этом контексте исследователи из Массачусетского технологического института проявили смелость и инновации, обратившись к менее инвазивному и более доступному подходу: сенсорной стимуляции.

Они впервые продемонстрировали, что у пациентов с болезнью Альцгеймера интенсивность и время возникновения гамма-частотных (40 Гц) мозговых волн, которые способствуют оптимальной концентрации и когнитивной функции, значительно снижены. Основываясь на этом выводе, ученые протестировали визуальную стимуляцию, проецируя вспышки света с частотой 40 Гц на мышиные модели болезни. Впоследствии они также провели эксперимент со звуковой стимуляцией на той же частоте.

Этот протокол, названный GENUS (Gamma ENtrainment Using Sensory stimuli), показал поразительную эффективность в снижении уровня бета-амилоида и агрегатов тау-белка, характерных для этого заболевания, одновременно предотвращая разрушение нейронов и сохраняя целостность синапсов. Эти результаты привели к уменьшению симптомов заболевания, в частности, к улучшению когнитивных способностей и памяти. Безопасность и эффективность протокола GENUS была подтверждена в ходе пилотных клинических испытаний на небольшой группе пациентов с ранней стадией болезни Альцгеймера.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Frontiers, GENUS теперь изучает тактильную стимуляцию с использованием вибраций частотой 40 Гц. Ли-Хуэй Цай, ведущий автор исследования и директор Института обучения и памяти Пиковера и Инициативы стареющего мозга при Массачусетском технологическом институте, отмечает, что "эта работа демонстрирует третью сенсорную модальность, которую мы можем использовать для увеличения мощности гамма-излучения в мозге".

Следует отметить, что предыдущие исследования уже показали, что гамма-тактильная стимуляция может улучшить когнитивные и моторные функции. Однако впервые MIT подчеркивает ее потенциал в снижении уровня токсичного тау-белка, что может замедлить разрушение нейронов и синапсов и предотвратить повреждение ДНК нейронов. Эта модель представляет особый интерес для пациентов с нарушенной двигательной функцией.

Один час вибрации частотой 40 Гц в день

Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи подвергали мужские и женские модели мышей, обычно используемые для изучения болезни Альцгеймера, воздействию вибрации частотой 40 Гц в день в течение нескольких недель. Одна из моделей, названная P301S, была генетически модифицирована для имитации тау-связанных признаков болезни, а вторая, названная CK-p25, демонстрировала потерю синапсов и повреждение ДНК нейронов. Чтобы оценить эффект стимуляции, исследовательская группа сосредоточилась на двух основных областях мозга: первичной соматосенсорной коре (SSp), которая обрабатывает тактильные ощущения, и первичной моторной коре (MOp), которая контролирует движения тела.

Для получения стимуляции мышей помещали в клетки, где динамики транслировали звуки с частотой 40 Гц, заставляя решетки вибрировать. Контрольные группы были размещены на достаточном расстоянии от динамика, чтобы слышать звук без вибрации решеток их клеток. Различия измерялись путем сравнения вибрационных реакций.

Во-первых, исследовательская группа отметила значительные изменения в нейронной активности здоровых мышей после воздействия на них вибрации. По результатам измерения белкового маркера под названием c-fos, активность мозга удвоилась у SSp и утроилась у MOp, согласно данным исследователей. У мышей P301S ежедневная тактильная стимуляция в течение трех недель привела к значительному уменьшению токсичных скоплений тау-белка в тех же областях мозга.

Кроме того, после стимуляции у обеих моделей мышей наблюдалось явное улучшение двигательных навыков. Они были способны сохранять равновесие на вращающихся стержнях гораздо дольше, чем мыши, не стимулированные вибрацией. Таким образом, добавление вибрации к звуковой стимуляции увеличит шансы на замедление прогрессирования заболевания. Их способность цепляться за проволочную сетку также была улучшена, хотя и в меньшей степени у мышей с CK-p25.

"Таким образом, вибротактильная стимуляция на частоте 40 Гц может рассматриваться как перспективная терапевтическая стратегия при нейродегенеративных заболеваниях с двигательным дефицитом", — предполагают авторы в своем исследовании. Протокол GENUS потенциально может быть распространен на другие нейродегенеративные заболевания, влияющие на двигательные навыки, такие как болезнь Паркинсона.