据国外媒体报道,阿尔茨海默症是一种神经退行性疾病,也是世界上最常见的痴呆症。依据 最新的研究,未来我们或许可以通过看电视的方法 对该疾病进行治疗。 每天早上,美籍华裔生物学家蔡立慧(Li-Huei Tsai)都邑 在一个闪烁的屏幕前冥想。与闪烁的灯光同步的是一个逆耳 的咔哒声,有点像一个激情洋溢的弗拉门戈舞者在轻拍响板。不过 ,这种节奏并不是用来娱乐的,而是让大脑活泼 起来。 闪烁灯光和咔哒声的组合被设计用来同步大脑中一种特殊类型的电运动 ——伽马波。对于不知情的人来说,这种光和声音的刺激像是最新的健康时尚,但从神经科学家看来,有证据注解 这么做可以预防阿尔茨海默症。 新研究为预防和治疗这种最常见的痴呆症提供了全新的办法 。今天,痴呆症影响着全世界约5000万人,到2050年,这一数字预计将增加两倍。 与阿尔茨海默症相关的最明显的神经性变更 是细胞外形成的毒性淀粉样斑块的积累,以及神经元内Tau卵白 的缠结。二者似乎都对我们的神经元和突触造成了严重破坏,而突触正是神经元相互沟通的纽带。在曩昔 30年里,阿尔茨海默症的研究主要集中在寻找药物来清除这些斑块上,这一点并不奇怪,但我们仍在期待 突破性的治疗办法 。 现在,大量 的新研究注解 ,相比化学疗法,电子疗法可能才是解决问题的谜底 。这一切都取决于伽马波节律,它似乎会触发大脑中的一种清理操作,在有毒物质造成损害之前将其清除。 疗愈的脑波 尽管我们经常用“脑波”这个词来描述灵感的闪现,但在神经科学中,这个词描述的是一类有节奏的电运动 ,由大脑中的神经元群以特定的频率一起放电产生 。 神经元通过带正电的原子在细胞膜上的流动产生 这些电流。正如电视和电台通过不合 频率的无线电波流传 一样,不合 频率的脑波似乎也与特定的神经功能 有关。伽马波以每秒30到100Hz的频率振荡,通常可以在我们集中注意力,或者编码和检索记忆时不雅 察到。 20世纪初的一些有趣研究注解 ,与认知能力没有下降的健康人相比,阿尔茨海默氏症患者的伽马波特别微弱,这暗示着阿尔茨海默氏症可能与大脑节律的紊乱有关。然则 ,我们尚不清楚这是否只是神经退化产生 后的另一个结果,照样 造成神经退化的潜在原因。蔡立慧教授的团队开始对这一问题展开研究。 为了揭示其中的原理,他们首先采取 了名为“光遗传学”(optogenetics)的技术,即对实验室小鼠的神经元进行基因革新,使其对特定颜色的光产生 回声。通过在头骨中植入一个小光源,研究小组能以令人难以置信的精度激发伽马波并不雅 察其影响。 看护神经的细胞 研究小组的发觉 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,并且 还揭示了产生 这一现象的可能机制。 研究人员尤其感兴趣的是伽马波对大脑小胶质细胞(microglia)的影响。小胶质细胞是一类特殊的神经胶质细胞,看起来就像是微小的、有触须的海洋生物,它们饰演 着大脑看护和保安的角色。“它们就像一种免疫监视,”蔡立慧教授说,“它们会审视情况 ,还可以清除息争 脱 病原体、有毒废料 和外来物质。” 此前的研究已经发觉 ,阿尔茨海默症患者的小胶质细胞往往无法履行这些职责。然则 在新研究中,伽马波似乎重新叫醒 了它们,从而使淀粉样斑块和Tau卵白 缠结水平降低。并且 ,这种效果似乎异常 迅速,仅仅一个小时的刺激就足以激活小胶质细胞,使淀粉样斑块显著减少。 将伽马波以这种方法 与这些小胶质细胞的运动 联系起来,使我们对阿尔茨海默症和伽马波功能 的理解取得了巨大的飞跃。然而,光遗传学刺激的治疗办法 需要基因革新和手术,并不克不及 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也有类似的效果。 在一项实验中,研究人员将小鼠置于灯光下,每天以40赫兹的频率闪烁一小时;在其他实验中,他们按这个频率向小鼠快速播放声音。他们的想法是,在这些情况下,视觉和听觉系统中的神经元会开始与灯光和声音信号同步放电,触发脑波运动 ,进而扩散到整个大脑。这正是他们所看到的结果。正如预期的那样,随同 伽马波增强,涌现 了小胶质细胞运动 的增加,以及毒性淀粉样斑块的减少。 重要的是,在对小鼠行为的测量中也看到了这些差别 。接受刺激的小鼠更容易学会走迷宫,而其他小鼠随着年龄的增长而变得加倍 健忘。 良好的振动
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