บทความอายุยืน

งานวิจัยเกี่ยวกับบทบาทของจังหวะสมองต่อโรคอัลไซเมอร์

การสแกนสมองโรคอัลไซเมอร์
  • การฝึกแกมมาโดยใช้สิ่งเร้าทางประสาทสัมผัส (genus) เป็นเทคนิคใหม่ในการศึกษาว่าแสงและเสียงสามารถเสริมสร้างจังหวะแกมมาของสมองและอาจปรับปรุงความจำได้อย่างไร

  • การวิจัยก่อนหน้านี้พบว่าหนูที่สัมผัสกับแสงริบหรี่ที่ความถี่หนึ่งลดการสะสมของโปรตีนอะไมลอยด์และเทาว์ ซึ่งเป็นสัญญาณของโรคอัลไซเมอร์

บทความนี้ตีพิมพ์ใน picower institute for learning and memory ของ mit

ในช่วงหลายปีนับตั้งแต่ห้องทดลองของเธอค้นพบว่าการให้หนูทดลองโรคอัลไซเมอร์สัมผัสกับแสงกะพริบที่ความถี่ของจังหวะสมองที่สำคัญอาจขัดขวางพยาธิสภาพของโรคได้ li-huei tsai นักประสาทวิทยาจาก mit และทีมงานของเธอที่ the picower institute for learning and memory กำลังทำงานอยู่ เพื่อทำความเข้าใจว่าปรากฏการณ์นี้อาจมีความหมายอย่างไรทั้งในการต่อสู้กับโรคและความเข้าใจในการทำงานของสมอง

เอกสารสองฉบับเมื่อต้นปีที่ผ่านมาใน cell และ neuron ได้จำลองและขยายขอบเขตการค้นพบเบื้องต้นที่รายงานใน nature ในปี 2559 และการทดลองทางคลินิกกับอาสาสมัครของมนุษย์เพิ่งเริ่มต้นขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ ในการบรรยายพิเศษที่การประชุมประจำปีของ society for neuroscience ในชิคาโกเมื่อวันที่ 22 ต.ค. tsai ได้แชร์ข้อมูลอัปเดตการวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับสิ่งที่ทีมของเธอค้นพบ และคำถามใหม่ที่พวกเขาถาม เกี่ยวกับการใช้แสงและเสียงเพื่อเสริมสร้างการทำงานของสมอง 40hz จังหวะ "แกมมา" ซึ่งเป็นเทคนิคที่เธอเรียกว่า "genus" สำหรับการฝึกแกมมาโดยใช้สิ่งเร้าทางประสาทสัมผัส

“เรากระตือรือร้นที่จะเรียนรู้ให้มากที่สุดเกี่ยวกับ GENUS ด้วยเหตุผลสองประการ” Tsai ศาสตราจารย์ด้านประสาทวิทยาศาสตร์ของ Picower ในภาควิชาสมองและวิทยาศาสตร์ความรู้ความเข้าใจ และเป็นผู้ก่อตั้ง Aging Brain Initiative ของ MIT กล่าว “เราหวังว่าการค้นพบของเราในหนูจะช่วยคนที่เป็นโรคอัลไซเมอร์ได้ แม้ว่าจะเร็วเกินไปที่จะบอกได้อย่างแน่นอน และหลายๆ สิ่งที่ได้ผลกับหนูก็ไม่ได้ผลในคน แต่ยังอาจมีผลกระทบที่น่าตื่นเต้นสำหรับประสาทวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐานในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดการกระตุ้นจังหวะเฉพาะผ่านแสงหรือเสียงจึงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในเซลล์หลายประเภทในสมอง”

ในปี 2559 ไช่และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าหนูทดลองโรคอัลไซเมอร์ที่ได้รับแสงกะพริบที่ 40 เฮิรตซ์เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงต่อวันเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์มีการสะสมของโปรตีนอะไมลอยด์และเทาว์ในเปลือกสมองส่วนการมองเห็น ซึ่งเป็นบริเวณสมองที่ทำหน้าที่ประมวลผลการมองเห็นน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ หนูควบคุมการทดลองทำ แผ่นอะไมลอยด์และความยุ่งเหยิงของเทาว์ฟอสโฟรีเลชั่นถือเป็นจุดเด่นของโรคอัลไซเมอร์

แต่การศึกษาทำให้เกิดคำถามใหม่: genus สามารถป้องกันการสูญเสียความทรงจำได้หรือไม่? สามารถป้องกันการสูญเสียเซลล์ประสาทได้หรือไม่? มันเข้าถึงส่วนอื่น ๆ ของสมองหรือไม่? และประสาทสัมผัสอื่น ๆ สามารถกระตุ้นให้เกิดผลดีได้หรือไม่?

การศึกษาใหม่ได้ตอบคำถามเหล่านั้น ในเดือนมีนาคม ทีมงานรายงานว่าการกระตุ้นด้วยเสียงช่วยลดอะไมลอยด์และเทาไม่เพียงแต่ในเยื่อหุ้มสมองการได้ยินเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฮิบโปแคมปัส ซึ่งเป็นบริเวณที่สำคัญสำหรับการเรียนรู้และความจำอีกด้วย หนูที่ได้รับ genus ยังทำงานได้ดีกว่าอย่างมากในการทดสอบหน่วยความจำมากกว่าส่วนควบคุมที่ไม่ถูกกระตุ้น ในขณะเดียวกันแสงและเสียงก็ลดปริมาณอะไมลอยด์ทั่วเยื่อหุ้มสมอง รวมถึงเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าซึ่งเป็นตำแหน่งของการรับรู้

ในเดือนพฤษภาคม การศึกษาอื่นรายงานความก้าวหน้าที่คล้ายกันโดยให้หนูทดลองของโรคอัลไซเมอร์สัมผัสกับแสงเป็นเวลา 3 หรือ 6 สัปดาห์ การเพิ่มขึ้นของจังหวะแกมม่าที่ประสานงานกันนั้นเห็นได้ชัดเจนทั่วสมองของหนูที่ได้รับ genus หน่วยความจำดีขึ้นเมื่อเทียบกับการควบคุม มีเซลล์ประสาทรอดชีวิตมากขึ้น และพวกมันยังคงรักษาการเชื่อมต่อวงจรไว้มากขึ้น เรียกว่า ไซแนปส์ ในการพูดคุยของเธอ tsai ได้แบ่งปันข้อมูลที่แสดงให้เห็นว่าการได้รับแสง genus ในระยะยาวยังช่วยลดอะไมลอยด์และเทาทั่วเยื่อหุ้มสมองด้วย

ห้องปฏิบัติการได้เริ่มการทดลองในมนุษย์โดยได้รับการสนับสนุนจากผลลัพธ์ ที่ sfn tsai นำเสนอข้อมูลเบื้องต้นที่บ่งชี้ว่า genus เพิ่มพลังจังหวะแกมมาและการซิงโครไนซ์ทั่วทั้งสมองอย่างปลอดภัยในคนที่มีสุขภาพแข็งแรง

ทีมงานของ tsai ยังทำงานเพื่อทำความเข้าใจกลไกที่เป็นรากฐานของการเปลี่ยนแปลงที่พวกเขาพบเห็น การวิจัยพบว่าจังหวะของสมองดูเหมือนจะมีอิทธิพลอย่างมากต่อการทำงานของเซลล์หลายประเภทในสมอง

นักประสาทวิทยารู้จักจังหวะมานานกว่าศตวรรษ แต่พวกเขาเพิ่งเริ่มตระหนักว่าอาจส่งผลต่อวิธีการทำงานของสมอง แกมมาเกี่ยวข้องกับการทำงานของสมอง เช่น การประมวลผลทางประสาทสัมผัส ความจำในการทำงาน และการนำทางในอวกาศ แต่นักวิทยาศาสตร์ได้ถกเถียงกันมานานแล้วว่าสิ่งเหล่านี้เป็นผลพลอยได้หรือเป็นผลพลอยได้

Tsai อธิบายว่าการศึกษาของเธอแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มพลังแกมมาและการซิงโครไนซ์กับการกระตุ้นประสาทสัมผัสทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเซลล์ประสาท เซลล์ภูมิคุ้มกันในสมองที่เรียกว่าไมโครเกลีย และหลอดเลือดของสมอง การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจเป็น "ลายเซ็น" ของความสำคัญของแกมมา เธอกล่าว

ทีมงานพบว่าการเพิ่มพลังงานแกมมาทำให้เซลล์ประสาทลดการประมวลผลของโปรตีนสารตั้งต้นของอะไมลอยด์ และเปลี่ยนแปลงสรีรวิทยาของเอนโดโซมด้วยเช่นกัน ในหนูทดลองของโรคอัลไซเมอร์ การแสดงออกของยีนของเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของซินแนปติกและการขนส่งทางชีวเคมีภายในเซลล์จะลดลง แต่ด้วยการได้รับ genus การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการทำงานเหล่านั้นจะดีขึ้น

Microglia ประสบกับการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในทำนองเดียวกันหลังจากได้รับ GENUS จากการศึกษาทั้งสามชิ้นพบว่า การแสดงออกของยีนจะเกิดการอักเสบน้อยลงและสอดคล้องกับการจับและกำจัดอะไมลอยด์มากขึ้น ข้อมูลดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าพวกมันล่าอะไมลอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และพวกมันจะหลั่งเครื่องหมายการอักเสบออกมาน้อยลง

การศึกษาในเดือนมีนาคมด้วยการกระตุ้นด้วยเสียงแสดงให้เห็นว่าท่ามกลางการสัมผัส genus หลอดเลือดในสมองจะขยายตัวและมีอะไมลอยด์อยู่ร่วมกับโปรตีนที่ดึงอะไมลอยด์ไปที่หลอดเลือดมากขึ้น ผลลัพธ์ชี้ให้เห็นว่าพลังงานแกมมาที่เพิ่มขึ้นอาจช่วยขับเคลื่อนกลไกในการล้างอะไมลอยด์ออกจากสมอง

ในการทดลองใหม่หลายครั้ง tsai กล่าวว่าห้องปฏิบัติการยังคงศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางกลไกที่ซ่อนอยู่เหล่านี้ต่อไป โปสเตอร์การประชุมที่เกี่ยวข้องจากห้องทดลองของเธอในการประชุมบรรยายถึงงานดังกล่าวบางส่วน ผลการทดลองใหม่เหล่านี้อาจช่วยปรับปรุงความเป็นไปได้ในการแปล genus สำหรับการใช้งานทางคลินิก และยังแสดงให้เห็นถึงความสำคัญของจังหวะในการส่งผลต่อการทำงานของสมองอีกด้วย

งานวิจัยนี้นำเสนอโดย li-huei tsai นักประสาทวิทยาจาก mit ในการประชุมประจำปีของ society for neuroscience ที่เมืองชิคาโก เมื่อวันที่ 22 ต.ค. 2019



โพสต์เก่ากว่า โพสต์ใหม่กว่า