Stimulácia mozgu gama vlnami podľa vedcov potláča produkciu beta amyloidu, považovaného za jednu z hlavných príčin Alzheimerovej choroby.
Hromadenie amyloidných plakov v mozgu. Zdroj: iStockphoto.com
Alzheimerova choroba je najčastejším neurodegeneratívnym ochorením na svete. Spôsobuje ju bielkovina beta amyloid, ktorá sa zhlukuje a vytvára v mozgu nánosy amyloidných plakov poškodzujúcich nervové bunky.
V mozgu dochádza k nezvratným zmenám s negatívnym vplyvom na pamäť a kognitívne schopnosti človeka. Napriek tomu, že vedci už majú ucelený obraz, ako toto ochorenie postihuje mozog, ovplyvňuje myslenie a zasahuje do života miliónov ľudí na celom svete, prognózy pre pacientov stále nie sú veľmi nádejné. Výskum preto neúnavne pátra po účinnej liečbe.
Nedávne vedecké štúdie naznačujú, že Alzheimerova choroba narúša mozgovú signalizáciu a synchronizáciu neurónov, označovanú ako gama rytmus. Vedci z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) v roku 2016 pri pokusoch na myšiach zistili, že gama mozgové vlny myší s Alzheimerovou chorobou mali oproti zdravým myšiam nižšiu frekvenciu. Išlo najmä o oblasť mozgu kľúčovú pre pamäť a učenie, hipokampus.
Stimulácia mozgu gama vlnami vo frekvenčnom pásme 40 Hz mala na myši pozitívny účinok. V mozgoch myší potlačila produkciu proteínu beta amyloidu, považovaného za jednu z hlavných príčin Alzheimerovej choroby. Efekt gama vĺn skúmajú aj ďalšie klinické štúdie, ktoré už prebiehajú aj na ľuďoch.
Stimulácia mozgu gama vlnami
Metóda je založená na stimulácii mozgu prostredníctvom optických a akustických signálov v optimálnom frekvenčnom pásme gama vĺn. V pozornosti vedcov je už od roku 2016, keď na ňu upozornila štúdia výskumníkov z MIT, uverejnená v časopise Nature. Podľa vedcov sa pôsobením gama vĺn v mozgoch laboratórnych myší aktivovalo akési čistenie tkanív, v dôsledku ktorého sa znížila tvorba beta amyloidu a odbúravali sa škodlivé metabolické produkty.
Mozgové vlny (označované aj ako mozgové rytmy alebo oscilácie) vznikajú v dôsledku koordinovanej aktivity neurónov a spojení. Umožňujú tak mozgové funkcie, ako je vnímanie alebo poznávanie.
Mozgové rytmy alebo vlny s frekvenciou okolo 40 hertzov (Hz) zohrávajú významnú úlohu pri pamäťových procesoch a spájajú sa aj so špecifickými zmenami na bunkovej a molekulárnej úrovni.
V súčasnosti prebiehajú viaceré klinické štúdie na ľuďoch skúmajúce účinky stimulácie gama vlnami s frekvenciou 40 Hz, teda 40 impulzov za sekundu, prostredníctvom blikajúceho svetla a zvuku.
Potlačenie produkcie beta amyloidu
Tím pod vedením Li-Huei Tsaiovej z MIT v novej štúdii, publikovanej v časopise Nature, opísal, ako prebiehali testy na myšiach.
Stimulácia gama vlnami pri frekvencii 40 Hz zvýšila v prípade geneticky modifikovaných alzheimerových myší s označením 5XFAD aktivitu neurónov a zároveň znížila koncentráciu beta amyloidu v mozgu asi o polovicu. Taktiež sa oživili a aktivovali bunky zodpovedné za odbúravanie amyloidných plakov.
Mozog sa podľa vedcov zbavuje amyloidu vďaka tzv. glymfatickému systému. Ide o relatívne nový pojem, ktorý odkazuje na lymfatický systém (odvádza z tela škodlivé látky) a gliové bunky (podľa vedcov sa významne podieľajú na čistení mozgu).
Podľa odborníkov stimulácia podporila cirkuláciu mozgovomiechového moku v mozgovom tkanive myší. Táto mozgovomiechová tekutina transportuje beta amyloid nachádzajúci sa medzi bunkami preč z mozgu.
Výskumníci namerali myšiam aj väčší priemer lymfatických ciev, ktoré odvádzajú mozgovomiechový mok, čo by mohlo svedčiť o zvýšenom vyplavovaní z mozgu. Zvýšené množstvo beta amyloidu zaznamenali vedci aj v krčných lymfatických uzlinách myší, kadiaľ je tekutina odvádzaná.
Aplikácia nutná už pred objavením sa prvých príznakov
Ak by sa stimulácia ukázala byť účinná, bolo by ju pravdepodobne treba aplikovať ešte pred nástupom prvých príznakov choroby. Tie sa zvyknú objaviť až roky či dokonca desaťročia po tom, ako začne prebiehať postupný proces odumierania nervových buniek.
V súčasnosti skúma potenciál tohto prístupu na ľuďoch asi desiatka štúdií, ktoré by mali prebiehať do roku 2025. Následne sa budú výsledky analyzovať. Podľa predsedu Nemeckej neurologickej spoločnosti a vedúceho neurologického oddelenia Univerzitnej nemocnice v Marburgu Larsa Timmermanna však bude trvať celé desaťročie, kým budú môcť vedci s istotou povedať, či metóda skutočne funguje aj u ľudí.
Stimulácia mozgu je bezpečná
V každom prípade štúdie ukázali, že stimulácia mozgu gama vlnami nepredstavuje pre mozog riziko. Naopak, protilátky, ako je lecanemab, ktoré sa používajú pri liečbe Alzheimerovej choroby, sú nielen veľmi drahé, ale spájajú sa aj so závažnými vedľajšími účinkami.
Používanie slúchadiel a špeciálnych okuliarov v domácom prostredí na hodinu denne by pre pacientov predstavovalo prijateľnejšiu alternatívu. Li-Huei Tsaiová z MIT je aj spoluzakladateľkou spoločnosti, ktorá v súčasnosti testuje, či môže synchronizovaná optoakustická stimulácia pomocou špeciálne vyvinutého headsetu s názvom Spectris prispieť k zlepšeniu stavu u pacientov s miernymi až so stredne ťažkými príznakmi Alzheimerovej choroby.
Potenciál do budúcnosti
Podľa Larsa Timmermanna otvára výskum zameriavajúci sa na stimuláciu mozgu gama vlnami nové možnosti a mohol by priniesť nové poznatky týkajúce sa liečby Alzheimerovej choroby. Wolf Singer, dlhoročný riaditeľ Inštitútu Maxa Plancka pre výskum mozgu vo Frankfurte a kľúčová postava pri objavení gama vĺn, vníma naliehavosť tohto výskumu, keďže pacientov trpiacich touto neurodegeneratívnou chorobou pribúda.
Stimulácia mozgu gama vlnami ako spôsob na potlačenie beta amyloidu a odstránenie zhlukov amyloidných plakov preto pre mnohých predstavuje prísľub liečby. To, či bude metóda účinná aj v prípade ľudí, ukáže čas.
Zdroj: MIT (1, 2), The Picower Institute, Geo.de, VJDementia
(zh)
