Nature论文:用脑电波缓解阿兹海默症
γ振荡激活了小神经胶质细胞,使它们开始吞噬大脑中的β-淀粉样蛋白。
Yankner et al.
β-淀粉样蛋白(Aβ)在大脑内积累形成斑块是形成阿尔兹海默症的一大标志性特征,目前正在开发的药物中有不少就是以减少脑内Aβ水平为目标的。不过也有研究者尝试采取别的方式减少脑内Aβ积累。本周《自然》发表的一项小鼠研究
Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia认为,大脑电信号传导中断可能导致Aβ积累。该项研究显示,恢复神经回路产生特定种类的电震荡可以减少Aβ形成,并激活免疫细胞清除大脑中的Aβ。
当大脑中的神经元网络被同步激活时,就会产生振荡放电。这种脑节律的频率处在30至90Hz的这一段被称为γ振荡,γ振荡被认为对较高级别的认知功能和知觉响应具有重要影响。过去的研究观察到,γ振荡在阿尔茨海默症等多种神经疾病中被打断了。但是,目前仍不清楚γ振荡如何影响致病。
《自然》杂志就本研究采访论文作者蔡立慧和相关新闻与观点作者Bruce Yankner。
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麻省理工学院的蔡立慧及同事将成熟的5XFAD阿尔茨海默症模型小鼠的神经元活动记录下来,结果显示γ振荡下降后,β-淀粉样蛋白累积形成斑块,而且出现认知能力的衰退。之后,他们使用光遗传学技术直接刺激阿尔茨海默症模型小鼠海马区内的神经元,以产生γ振荡,结果显著减少了该脑区Aβ的形成,并且激活了小神经胶质细胞(大脑免疫细胞)来清除Aβ。
于是作者设计了一种非侵入式方法。他们把小鼠放在一个装着LED灯的盒子内,然后开始以40Hz的频率闪灯,在小鼠初级视皮层诱导产生Aβ振荡。这种方法降低了阿尔茨海默症初期小鼠视觉皮层内约50%的Aβ水平,也减少了该疾病稍晚期老年小鼠视觉皮层内的淀粉样蛋白斑块数量。
置于黑暗环境中(黑)与接受40Hz闪灯刺激(红)的小鼠脑中Aβ水平对比。
Tsai et al.
综合而言,这些观察结果表明,Aβ减少形成和小神经胶质细胞增强清除淀粉样蛋白力度可能会调节Aβ整体水平的下降。不过,作者表示,临床应用γ振荡代表着一种与过去阿尔茨海默症疗法截然不同的方法,因此还需展开进一步的研究才能确定它是否对人类有效。ⓝ
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Neurodegenerative diseases: Neural synchronizationin Alzheimer’s disease
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Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia
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