40 Hz振动可减少阿尔茨海默氏症的病理

40 Hz γ频率脑节律的非侵入性感官刺激可以减少阿尔茨海默病病理和症状的证据，已经被小鼠和人类的多个研究小组用光和声音证明，现在扩展到触觉刺激。麻省理工学院科学家的一项新研究表明，与未经治疗的对照组相比，阿尔茨海默氏症模型小鼠每天每小时暴露于40赫兹的振动中数周，显示出大脑健康和运动功能的改善。

麻省理工学院的研究小组并不是第一个证明伽马频率触觉刺激可以影响大脑活动和改善运动功能的人，但他们是第一个证明刺激还可以降低阿尔茨海默氏症蛋白磷酸化tau的水平，防止神经元死亡或失去突触回路连接，并减少神经DNA损伤。

“这项工作展示了我们可以用来增加大脑伽马功率的第三种感觉方式，”该研究的通讯作者，麻省理工学院Picower学习与记忆研究所和衰老大脑计划主任Li-Huei Tsai说，以及脑与认知科学系(BCS)的Picower教授。

“我们很高兴看到40 Hz触觉刺激有益于运动能力，这是其他方式尚未显示的。看看触觉刺激是否可以使运动功能受损的人类受试者受益会很有趣。

Ho-Jun Suk，Nicole Buie，Guojie Xu和Arit Banerjee是Frontiers in Aging Neuroscience研究的主要作者，麻省理工学院神经技术教授Ed Boyden，Y. Eva Tan是该论文的共同资深作者。Boyden是Picwoer研究所的附属成员，还被任命为BCS以及生物工程和媒体艺术与科学系，麦戈文脑研究所和K. Lisa Yang Cener仿生学系。

感受氛围

在2016年开始的一系列论文中，由Tsai实验室领导的一项合作已经证明，光闪烁和/或40 Hz的声音点击(一种称为GENUS的技术，用于使用感觉刺激的伽马夹带)，降低淀粉样蛋白β和tau蛋白的水平，防止神经元死亡并保留突触，甚至在各种阿尔茨海默病小鼠模型中维持学习和记忆。

最近在试点临床研究中，研究小组表明，40赫兹的光和声音刺激是安全的，成功地增加了大脑活动和连接性，并且在一小群患有早期阿尔茨海默病的人类志愿者中似乎产生了显着的临床益处。

其他小组已经复制并证实了40 Hz感官刺激的健康益处，麻省理工学院的一家衍生公司Cognito Therapeutics已经启动了光和声音刺激作为阿尔茨海默氏症治疗的III期临床试验。

这项新研究测试了全身40 Hz触觉刺激是否在阿尔茨海默氏症神经的两种常用小鼠模型中产生了有意义的益处，Tau P301S小鼠概括了疾病的tau病理学，以及CK-p25小鼠，概括了人类疾病中出现的突触丢失和DNA损伤。

该团队将分析重点放在大脑的两个区域：初级躯体感觉皮层(SSp)，用于处理触觉，以及初级运动皮层(MOp)，大脑为身体产生运动命令。

为了产生振动刺激，研究人员将鼠标笼放在播放40赫兹声音的扬声器上，使笼子振动。未受刺激的对照小鼠被放在穿插在同一房间的笼子里，以便所有小鼠听到相同的40 Hz声音。因此，通过添加触觉刺激来测量刺激小鼠和对照小鼠之间的差异。

首先，研究人员证实，40赫兹振动对健康(即非阿尔茨海默氏症)小鼠大脑中的神经活动产生了影响。通过c-fos蛋白的表达来测量，SSp的活性增加了两倍，MOp的活性增加了3倍以上，在后一种情况下有统计学上的显着增加。

一旦研究人员知道40赫兹触觉刺激可以增加神经活动，他们就评估了两种小鼠模型对疾病的影响。为了确保两性都有代表，研究小组使用了雄性P301S小鼠和雌性CK-p25小鼠。

刺激三周的P301S小鼠在两个大脑区域与未受刺激的对照组相比，显示出神经元的显着保留。受刺激的小鼠也通过两种措施显示出SSp中tau的显着降低，并且在MOp中表现出类似的趋势。

CK-p25小鼠接受六周的振动刺激。与未振动的对照小鼠相比，这些小鼠在两个大脑区域中显示出更高水平的突触蛋白标志物。他们还显示出DNA损伤水平的降低。

最后，研究小组评估了暴露于振动与未暴露于振动的小鼠的运动能力。他们发现两种小鼠模型都能够在旋转杆上停留更长的时间。P301S小鼠在金属丝网上的停留时间也明显长于对照小鼠，而CK-p25小鼠表现出积极但不显着的趋势。

“目前的研究，以及我们之前使用视觉或听觉GENUS的研究，证明了使用非侵入性感官刺激作为改善病理学和改善神经退行性疾病行为表现的新治疗策略的可能性，”作者总结道。

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