一项新的综述讨论了非侵入性感官、电和磁刺激伽马脑节律在阿尔茨海默病中的治疗潜力，并深入研究了其积极作用的可能机制。
麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所
12月20日消息
2016 年底，麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）发表在《自然》（Nature）杂志上的一项令人惊讶的研究[1]，激发了人们对一种可能性的兴趣，即以特定伽马波段脑节律闪烁的光，可能对阿尔茨海默病患者产生有意义的治疗效果。
之前得研究于2016年12月7日发表在《Nature》（最新影响因子：64.8）杂志上
近日在《内科杂志》（Journal of Internal Medicine)上发表的一篇新综述论文中总结了自那时以来，全球越来越多的科学家在数十项临床和实验室台式研究中发现的内容。
研究于2023年12月19日发表在《Journal of Internal Medicine)》（最新影响因子：11.1）杂志上
脑节律（也称为脑“波”或“振荡”）是由脑细胞和回路的同步网络活动产生的，这些活动协调大脑功能，如感知或认知。较低范围的伽马频率节律，大约每秒 40Hz 对记忆过程特别重要，MIT 的研究表明，它们也与细胞和分子水平上的特定变化有关。2016 年的研究和此后的许多其他研究最初在动物身上，最近在人类身上提供了证据，表明各种非侵入性手段增强 40Hz 伽马节律的强度和同步性有助于减少阿尔茨海默病的病理及其后果。
“从 2016 年开始，通过光遗传学和视觉刺激在小鼠身上的研究已经扩展到多种刺激范式、广泛的人类临床研究并取得了令人鼓舞的结果，而且正在深入研究这一现象的机制，”作者包括 MIT 皮考尔学习与记忆研究所（Picower Institute for Learning and Memory）和脑与认知科学系的 Picower 教授 Li-Huei Tsai 写道。
尽管研究数量和方法有所增加，且数据通常表明具有有益的临床效果，但文章的作者也明确警告说，临床证据仍然处于初步阶段，旨在了解该方法如何起作用的动物研究虽然具有指导意义，但并不确定。
由麻省理工学院博士后 Cristina Blanco-Duque 领导的研究人员在介绍这项综述时写道：“关于这些干预措施的临床潜力的研究仍处于初级阶段。伽马刺激在阿尔茨海默病中的有益效果的精确机制尚未完全阐明，但临床前研究已提供了相关见解。”
初步看来很有希望
作者列举并总结了过去几年发表的 16 项临床研究的结果。这些研究采用伽马频率感官刺激（例如暴露于光、声、触觉振动或组合）、经颅交流电刺激（tACS），即通过头皮电极刺激大脑区域，或经颅磁刺激（TMS），即使用磁场在大脑区域诱导电流。这些研究在样本大小、设计、持续时间和评估效果方面也各不相同。一些感官研究使用光来测试不同的颜色和确切的频率。虽然一些研究表明，感官刺激似乎影响多个脑区，但 tACS 和 TMS 更侧重于局部区域（尽管这些脑区仍然与其他区域连接和互动）。
鉴于存在的差异，作者写道，综合在一起的临床研究提供了一些不均衡但令人鼓舞的证据。在涉及阿尔茨海默病患者的临床研究中，感官刺激已被证明是安全且耐受良好的。多项感官研究测量了伽马能量和大脑网络连接性的增加。感官研究还报告了记忆和/或认知以及睡眠的改善。一些研究产生了明显的生理益处，例如减少大脑萎缩（在一个案例中）和改变免疫系统活动（在另一个案例中）。迄今为止，感官研究尚未显示出阿尔茨海默病标志性蛋白（淀粉样蛋白或 tau 蛋白）的减少。
迄今为止数量最多的临床研究是使用 tACS 刺激 40Hz 节律的研究，样本量从 1 到 60 不等，其中许多研究显示出类似的益处。大多数研究报告了对认知、执行功能和/或记忆的益处（有时取决于刺激的大脑区域），一些研究还评估了即使在治疗结束后仍能持续存在的益处。一些研究还对 tau 蛋白和淀粉样蛋白、血流、神经调节化学物质活性或免疫活性进行了测量。最后，在一项针对 37 名患者的 40Hz 刺激临床研究中，使用 TMS 研究发现认知能力、预防大脑萎缩和增加大脑连接性得到改善。
“伽马刺激最重要的测试无疑是它是否对病人安全和有益，”作者写道。“迄今为止，感官伽马刺激的几项小型试验结果表明它是安全的，可引发节律性脑电图响应，而且对于阿尔茨海默病症状和病理学有令人鼓舞的迹象。同样，关于经颅刺激的研究报告称，即使在治疗结束后，它也有可能对记忆和整体认知功能产生益处。”
研究潜在机制
同时，还有数十项研究表明，在小鼠中显示出显著益处，包括减少淀粉样蛋白和 tau 蛋白、保护大脑组织以及改善记忆。但是，动物研究也为研究人员提供了一个窗口，以了解伽马刺激可能产生这些效应的细胞和分子机制。
在麻省理工学院 2016 年和 2019 年的原始研究之前，研究人员并没有将脑细胞中的分子变化归因于脑节律的变化，但这些研究和其他研究现在表明，它们不仅影响神经元的分子状态，还影响大脑的小胶质免疫细胞、在调节循环中起关键作用的星形胶质细胞，以及大脑的血管系统。Tsai 实验室目前的一个假设是，感官伽马刺激可能通过增加大脑流体的循环活动来促进淀粉样蛋白和 tau 蛋白的清除。
关于伽马刺激的一个激烈争论的方面是它如何影响神经元的电活动以及影响程度如何。研究表明，抑制性“中间神经元”尤其受到影响，这为增加伽马活动及其生理效应可能如何传播提供了线索。
“这一领域已经产生了诱人的线索，说明伽马刺激如何在细胞和分子水平上转化为有益效应，”作者写道。
展望未来
正如作者所明确指出的，需要进行更明确的确证性临床研究，他们指出，目前有 15 项新的关于伽马刺激的临床研究正在进行中。其中之一是由 Cognito Therapeutics 公司进行的第三阶段临床试验，该公司已获得麻省理工学院技术的许可。该研究计划招募数百名参与者。
同时，一些近期或新的临床和临床前研究已经开始探索伽马刺激是否适用于阿尔茨海默病以外的神经系统疾病，包括卒中或唐氏综合征。例如，麻省理工学院的一个团队在实验中用小鼠模型测试了伽马刺激对化疗引起的认知效应（即“化疗脑”）的潜在作用。
“需要进行更大规模的临床研究以确定伽马刺激的长期益处，”作者总结道，“在动物模型中，重点应该是明确伽马刺激的机制，并提供关于伽马刺激可能具有的其他应用原理研究的进一步证据。”
除了 Li-Huei Tsai 和 Blanco-Duque，该论文的其他作者还有 Diane Chan、Martin Kahn 和 Mitch Murdock。
创立于1861年的麻省理工学院
参考文献
Source：Picower Institute at MIT
Evidence early, but emerging, that gamma rhythm stimulation can treat neurological disorders
References：
[1]. Iaccarino, H., Singer, A., Martorell, A. et al. Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia. Nature 540, 230–235 (2016). https://doi.org/10.1038/nature20587
[2]. Blanco-Duque C, Chan D, Kahn MC, Murdock MH, Tsai L-H. Audiovisual gamma stimulation for the treatment of neurodegeneration. J Intern Med. 2023; 00: 1–25.
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原文标题 : 早期但正在出现的证据表明，伽马节律刺激可以治疗神经系统疾病
