40Hz 感官刺激的小型研究证实了安全性，表明对阿尔茨海默病有益

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两项测试 40Hz 感官刺激治疗阿尔茨海默病的安全性和有效性的早期临床研究发现，这种潜在的疗法耐受性良好，没有产生严重的不良反应，并在一小群参与者中产生了一些显著的神经和行为益处。

麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所

12月1日消息

“在这些临床研究中，我们很高兴地看到，志愿者没有遇到任何安全问题，他们一直在家里使用我们的实验光和声音设备，”麻省理工学院（MIT）皮考尔学习与记忆研究所（Picower Institute for Learning and Memory）的皮考尔教授、资深作者 Li-Huei Tsai 说，“虽然我们也很高兴看到对大脑和行为有一些显著的积极影响，但考虑到我们的研究样本量小、持续时间短，我们正在谨慎地解释它们。这些结果并不是有效的充分证据，但我们相信它们清楚地支持继续对 40Hz 感官刺激进行更广泛的研究，作为一种潜在的无创治疗阿尔茨海默病的方法。”研究结果于近日发表在《公共科学图书馆：综合》（PLOS ONE）杂志上。

研究于2022年12月1日发表在《PLOS ONE》（最新影响因子：3.752）杂志上

在 2016-2019 年的三项研究中，Tsai 的实验室发现，将小鼠暴露在 40Hz 伽马波段脑节律频率的闪烁光或咔哒声中，或将光和声音结合使用，产生了广泛的有益影响。模拟阿尔茨海默病病理的小鼠在接受治疗后，学习和记忆都有改善，减少了脑萎缩、神经元和突触损失，与未接受治疗的对照组相比，其标志性的阿尔茨海默病蛋白 β-淀粉样蛋白和磷酸化tau蛋白水平较低。这种刺激似乎是通过增加 40Hz 大脑节律的功率和同步性来产生这些效果的，实验室已经证明，这种节律深刻地影响了包括大脑血管系统在内的几种脑细胞的活动。

研究设计

基于这些令人鼓舞的结果，麻省总医院（Massachusetts General Hospital，MSH）的神经科医生、Tsai 实验室的博士后临床研究员 Diane Chan 在麻省理工学院（MIT）领导了两项新的临床研究。一组测试，即“第一阶段”研究，招募了 43 名不同年龄的志愿者，其中包括 16 名患有早期阿尔茨海默病的人，以确认暴露于 40Hz 的光和声音下是安全的，并通过脑电图（EEG）电极测量，测试暴露在 40Hz 的光和声音下几分钟后是否会增加 40Hz  的节律和同步性。该研究还包括爱荷华大学（University of Iowa）的两名癫痫患者，他们同意在接受癫痫相关手术时，在暴露于 40Hz 感官刺激期间对更深的大脑结构进行测量。

第二组测试是一项“2A 期”试点研究，在一项单盲、随机、对照研究中招募了 15 名患有早期阿尔茨海默病的人，以接受暴露于 40Hz 光和声（或非 40Hz “假”刺激实验控制）每天一小时至少三个月。他们接受了基线和后续访问，包括刺激期间的脑电图测量、脑容量的 MRI 扫描和认知测试。志愿者在家中使用的刺激设备（与扬声器同步的光板）配备了摄像机以监控设备的使用情况。参与者在参与试验期间还佩戴了睡眠监测手环。

2A 期试验是在 2020 年 Covid-19 大流行爆发之前启动的，导致一些参与者在三个月后无法接受随访。因此，该研究仅报告了四个月的结果。

研究成果

在第一阶段的研究中，志愿者填写了一份关于副作用的问卷，报告了一些轻微的但没有严重的副作用。最常见的是感觉“困或昏昏欲睡”。同时，用聚集在额叶和枕叶部位的头皮脑电图电极进行的测量显示，在认知正常的年轻和年长参与者以及轻度阿尔茨海默病志愿者中，每个皮层部位的 40Hz 节律功率显著增加。读数还显示，两个地点之间在 40Hz 频率处的相干性显著增加。在两名患有癫痫的志愿者之间，测量结果显示，在更深层的大脑区域，如直回、杏仁核、海马体和脑岛，40Hz 的功率显著增加，没有包括癫痫发作在内的不良事件。

在 2A 期研究中，接受治疗的志愿者和对照组的志愿者均未报告严重不良事件。两组人 90% 的时间都在使用他们的设备。与控制条件下的 7 名志愿者相比，接受 40Hz 刺激治疗的 8 名志愿者经历了一些达到统计学显著性的有益效果。对照组参与者表现出两种随着疾病进展而预期的脑萎缩迹象：海马体体积减少和开放空间或脑室体积增加。接受治疗的患者在这些指标上没有经历显著变化。接受治疗的患者还表现出更好的跨大脑区域的连接性，这些区域涉及大脑的默认模式和内侧视觉网络，分别与认知和视觉处理有关。接受治疗的患者也表现出比对照组更一致的睡眠模式。

仅三个月后，治疗组和对照组在大多数认知测试中均未显示出任何差异，但治疗组在人脸-姓名关联测试（一项具有强烈视觉成分的记忆任务）中的表现明显更好。研究人员写道，这两组在年龄、性别、APOE 风险基因状态和认知得分方面均等，但在受教育年限方面存在差异，但这种差异与结果无关。

“在这么短的时间之后，我们预计不会对认知测量产生显著影响，因此令人鼓舞的是，至少在面孔-名字关联方面，治疗组确实表现得更好，”Chan 说。

在 PLOS ONE 中，研究人员得出结论：“总的来说，这些发现表明 40Hz GENUS 对 AD 相关的病理学和症状具有积极影响，应该进行更广泛的研究以评估其作为 AD 疾病缓解干预措施的潜力。”

研究结束后， 所有参与者被允许继续使用设置为 40Hz 的刺激设备。

MIT 的团队现在正计划进行新的临床研究，以测试 40Hz 感官刺激是否可以有效预防高危志愿者的阿尔茨海默病发作，并正在开展初步研究以确定其对帕金森病和唐氏综合症的治疗潜力。Cognito Therapeutics 是麻省理工学院的一家衍生公司，由 Tsai 和合著者 Ed Boyden，MIT 神经技术教授 Y. Eva Tan 共同创立，该公司已经启动了使用不同设备的 40Hz 感官刺激治疗阿尔茨海默病的第三期临床试验。

Tsai、Boyden 和共同作者 EmeryN.Brown、MIT 计算神经科学和医学工程教授 Edward Hood Taplin 是 MIT 大脑老化计划（Aging Brain Initiative）的联合创始人之一，该计划推动了 MIT 的这项合作和其他神经退行性变研究。

创建于1994年的麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所

参考文献

Source：Picower Institute at MIT

Small studies of 40Hz sensory stimulation confirm safety, suggest Alzheimer’s benefits

Reference：

Diane Chan, Ho-Jun Suk, Brennan L. Jackson, Noah P. Milman, Danielle Stark, Elizabeth B. Klerman, Erin Kitchener, Vanesa S. Fernandez Avalos, Gabrielle de Weck, Arit Banerjee, Sara D. Beach, Joel Blanchard, Colton Stearns, Aaron D. Boes, Brandt Uitermarkt, Phillip Gander, Matthew Howard, Eliezer J. Sternberg, Alfonso Nieto-Castanon, Sheeba Anteraper, Susan Whitfield-Gabrieli, Emery N. Brown, Edward S. Boyden, Bradford C. Dickerson, Li-Huei Tsai. Gamma frequency sensory stimulation in mild probable Alzheimer’s dementia patients: Results of feasibility and pilot studies. PLOS ONE, 2022; 17 (12): e0278412 DOI: 10.1371/journal.pone.0278412

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