为什么视觉刺激可能对阿尔茨海默病有效
几年前，麻省理工学院的神经科学家们证明，只要让老鼠暴露在以特定频率闪烁的灯光下，他们就能显著减少患阿尔茨海默病的老鼠体内的淀粉样斑块。
在一项新的研究中，研究人员发现这种治疗方法在细胞水平上有广泛的影响，它不仅对神经元有帮助，而且对神经元也有帮助免疫细胞叫小胶质细胞。总的来说，这些作用减少炎症，增强突触功能，防止细胞死亡老鼠这些人的基因决定了他们会患上阿尔茨海默病。
“神经退行性变似乎在很大程度上得到了预防，”麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所所长、该研究的资深作者蔡丽慧(Li-Huei Tsai)说。
研究人员还发现，闪烁的灯光提高了小鼠的认知功能，它们在空间记忆测试中的表现比未接受治疗的小鼠要好得多。这种疗法还对年长健康小鼠的空间记忆产生了有益的影响。
麻省理工学院博士后Chinnakkaruppan Adaikkan是这项研究的主要作者，该研究发表在《科学》杂志的网络版上神经元5月7日。
有益脑电波
蔡崇信对闪烁光的影响的原始研究表明，频率为40赫兹(每秒周期)的视觉刺激会诱导脑电波被称为伽马振荡在视觉皮层。这些脑电波被认为有助于正常的大脑功能，如注意力和记忆力，之前的研究表明，阿尔茨海默病患者的脑电波受损。
Tsai和她的同事们后来发现，将闪烁的光与声音刺激(40赫兹的音调)结合起来，可以进一步减少斑块，并产生更深远的影响，延伸到海马体和前额叶皮层的部分区域。研究人员还发现光和声音诱导的伽马振荡对认知有好处。
在他们的新研究中，研究人员想要深入研究这些有益的影响是如何产生的。他们集中研究了两种不同的老鼠品系，这两种老鼠的基因被编程为会出现阿尔茨海默氏症的症状。其中一种被称为Tau P301S，它有Tau蛋白的突变版本，可以形成像阿尔茨海默病患者那样的神经纤维缠结。另一种被称为CK-p25，可以诱导产生一种叫做p25的蛋白质，这种蛋白质会导致严重的神经退行性变。Tsai说，这两个模型都显示出比他们用于最初的光闪烁研究的模型更大的神经元损失。
研究人员发现，每天进行一小时的视觉刺激，持续三到六周，对神经元退化有显著的影响。在两种类型的阿尔茨海默氏症模型中，他们在退行性变开始前不久开始治疗。经过三周的治疗后，Tau P301S小鼠没有表现出神经元变性，而未经治疗的Tau P301S小鼠失去了15%到20%的神经元。CK-p25小鼠的神经退行性变也得到了预防，这些小鼠接受了6周的治疗。
“我已经研究p25蛋白20多年了，我知道这是一种非常神经毒性的蛋白质。我们发现p25转基因表达水平在治疗小鼠和未治疗小鼠中完全相同，但在治疗小鼠中没有神经退行性变，”Tsai说。“我从未见过这样的事情。这非常令人震惊。”
研究人员还发现，经过治疗的小鼠在一项名为莫里斯水迷宫的空间记忆测试中表现更好。有趣的是，他们还发现，这种治疗可以改善没有阿尔茨海默病易感的老年小鼠的表现，但对年轻健康的小鼠没有效果。
基因变化
试着找出a点发生了什么细胞水平上，研究人员分析了基因表达在接受治疗和未接受治疗的小鼠中，神经元和负责清除大脑碎片的小胶质细胞都出现了这种情况。
在未接受治疗的小鼠的神经元中，研究人员发现与DNA修复、突触功能和被称为囊泡运输的细胞过程相关的基因表达下降，囊泡运输对突触的正常运作很重要。然而，接受治疗的小鼠比未接受治疗的小鼠表现出更高的基因表达。研究人员还发现，在接受治疗的小鼠中，突触的数量更高，一致性(大脑不同部分之间脑电波同步的衡量标准)的程度也更高。
在他们对小胶质细胞的分析中，研究人员发现，未经治疗的小鼠细胞中促炎基因的表达增加，但经过治疗的小鼠这些基因的表达显著减少，同时与运动相关的基因增加。这表明，在接受治疗的小鼠中，小胶质细胞可能在抵抗炎症和清除可能导致肿瘤形成的分子方面做得更好淀粉样斑块而且神经原纤维缠结研究人员说。他们还发现了较低水平的Tau蛋白，这种蛋白倾向于形成缠结。
Tsai说，研究人员正在研究的一个关键未解问题是伽马振荡是如何触发所有这些保护措施的。
她说:“很多人一直在问我，小胶质细胞是否是这种有益效果中最重要的细胞类型，但说实话，我们真的不知道。”“毕竟，振荡是由神经元发起的，我仍然认为它们是主要的调节器。我认为振荡本身一定会引发一些细胞内事件，就在神经元内部，而且它们以某种方式受到了保护。”
研究人员还计划在症状更严重的小鼠身上测试这种治疗方法，看看在治疗开始后神经元退行性变是否可以逆转。他们还开始了在人类患者身上进行光和声音刺激的一期临床试验。
进一步探索
