Доказательства того, что неинвазивная сенсорная стимуляция ритмов мозга с гамма-частотой 40 Гц может уменьшить патологию и симптомы болезни Альцгеймера, уже продемонстрированные с помощью света и звука несколькими исследовательскими группами на мышах и людях, теперь распространяются на тактильную стимуляцию. Новое исследование, проведенное учеными Массачусетского технологического института, показывает, что мыши с моделью болезни Альцгеймера, подвергавшиеся вибрации с частотой 40 Гц каждый час в день в течение нескольких недель, показали улучшение здоровья мозга и двигательной функции по сравнению с контрольной группой, не получавшей лечения.

Группа Массачусетского технологического института не первая, кто продемонстрировал, что тактильная стимуляция гамма-частотой может влиять на активность мозга и улучшить двигательную функцию , но они первыми показали, что стимуляция может также снижать уровни фосфорилированного тау-белка, характерного для болезни Альцгеймера, предотвращать гибель нейронов или теряют связи в синаптических цепях и уменьшают повреждение нейронной ДНК.

«Эта работа демонстрирует третью сенсорную модальность, которую мы можем использовать для увеличения мощности гамма-излучения в мозге», — сказал Ли-Хуэй Цай, автор исследования, директор Института обучения и памяти Пикауэра и Инициативы по старению мозга в Массачусетском технологическом институте. и профессор Пикауэра Департамента мозга и когнитивных наук (BCS).

«Мы очень рады видеть, что тактильная стимуляция с частотой 40 Гц приносит пользу двигательным способностям, чего не было продемонстрировано с другими модальностями. Было бы интересно посмотреть, может ли тактильная стимуляция принести пользу людям с нарушениями двигательной функции».

Хо-Джун Сук, Николь Буйе, Гуоджи Сюй и Арит Банерджи являются ведущими авторами исследования Frontiers in Aging Neuroscience, а Эд Бойден, профессор нейротехнологии Y. Eva Tan в Массачусетском технологическом институте, является соавтором статьи. Бойден, аффилированный член Института Пикуэра, также назначен в BCS, а также на факультеты биоинженерии и медиаискусства и науки, Институт исследований мозга Макговерна и Центр бионики К. Лизы Ян.

Чувство вибрации

В серии статей, начиная с 2016 года, сотрудничество под руководством лаборатории Цая продемонстрировало, что мерцание света и / или звуковые щелчки с частотой 40 Гц (технология под названием GENUS для захвата гамма-излучения с использованием сенсорных стимулов) снижает уровни бета-амилоида и тау- белков . , предотвращает гибель нейронов и сохраняет синапсы и даже поддерживает обучение и память в различных моделях мышей с болезнью Альцгеймера.

Совсем недавно в пилотных клинических исследованиях группа показала , что световая и звуковая стимуляция частотой 40 Гц безопасна, успешно повышает мозговую активность и связь и, по-видимому, дает значительные клинические преимущества в небольшой группе добровольцев с болезнью Альцгеймера на ранней стадии.

Другие группы воспроизвели и подтвердили пользу для здоровья сенсорной стимуляции частотой 40 Гц, а дочерняя компания Массачусетского технологического института, Cognito Therapeutics, запустила этап III клинических испытаний световой и звуковой стимуляции в качестве лечения болезни Альцгеймера.

Новое исследование проверяло, дает ли тактильная стимуляция всего тела 40 Гц значимые преимущества в двух широко используемых мышиных моделях нейродегенерации болезни Альцгеймера, мыши Tau P301S, которая повторяет патологию тау болезни, и мыши CK-p25, которая повторяет потерю синапса и Повреждения ДНК, наблюдаемые при заболеваниях человека.

Команда сосредоточила свой анализ на двух областях мозга: первичной соматосенсорной коре (SSp), где обрабатываются тактильные ощущения, и первичной моторной коре (MOp), где мозг производит команды движения для тела.

Чтобы произвести вибрационную стимуляцию, исследователи разместили мышиные клетки над динамиками, воспроизводящими звук с частотой 40 Гц, которые вибрировали клетки. Нестимулированные контрольные мыши находились в клетках, разбросанных в одной и той же комнате, так что все мыши слышали один и тот же звук частотой 40 Гц. Таким образом, различия, измеренные между стимулированными и контрольными мышами, были получены путем добавления тактильной стимуляции.

Сначала исследователи подтвердили, что вибрация с частотой 40 Гц влияет на активность нейронов в мозге здоровых (то есть не страдающих болезнью Альцгеймера) мышей. При измерении экспрессии белка c-fos активность увеличилась в два раза в SSp и более чем в 3 раза в MOp, что является статистически значимым увеличением в последнем случае.

Как только исследователи узнали, что тактильная стимуляция частотой 40 Гц может повышать активность нервной системы, они оценили влияние на заболевание на двух моделях мышей. Чтобы убедиться, что оба пола представлены, команда использовала мышей-самцов P301S и мышей-самок CK-p25.

Мыши P301S, стимулированные в течение трех недель, показали значительное сохранение нейронов по сравнению с нестимулированным контролем в обеих областях мозга. Стимулированные мыши также показали значительное снижение уровня тау в SSp по двум параметрам и показали аналогичные тенденции в MOp.

Мыши CK-p25 получали шестинедельную вибрационную стимуляцию. Эти мыши показали более высокие уровни маркеров синаптических белков в обеих областях мозга по сравнению с контрольными мышами без вибрации. Они также показали снижение уровня повреждения ДНК.

Наконец, команда оценила двигательные способности мышей, подвергшихся воздействию вибрации, и мышей, не подвергшихся воздействию. Они обнаружили, что обе модели мышей могли оставаться на вращающемся стержне значительно дольше. Мыши P301S также висели на проволочной сетке значительно дольше, чем контрольные мыши, в то время как мыши CK-p25 продемонстрировали положительную, хотя и незначительную тенденцию.

«Настоящее исследование, наряду с нашими предыдущими исследованиями с использованием визуального или слухового GENUS, демонстрирует возможность использования неинвазивной сенсорной стимуляции в качестве новой терапевтической стратегии для облегчения патологии и улучшения поведенческих показателей при нейродегенеративных заболеваниях», — заключили авторы.