Licht- und Tontherapie können die Gehirnfunktion verbessern
Neue Untersuchungen an Mäusen zeigen, dass eine innovative Licht- und Schallstimulationstherapie die Bildung toxischer Plaques im Gehirn beseitigen und einige der Symptome der Alzheimer-Krankheit und der beeinträchtigten kognitiven Funktionen verringern kann.
Zu den Merkmalen der Alzheimer-Krankheit im Gehirn gehören die Bildung von Beta-Amyloid-Plaques und die Verschmelzung von Tau, einem toxischen Protein, das die korrekte Funktion neuronaler Netze stört.
Neuere Forschungen haben gezeigt, dass Menschen mit dieser Form der kognitiven Beeinträchtigung auch Störungen der Gehirnwellen erleiden.
Neuronen (Gehirnzellen) erzeugen elektrische Schwingungen mit verschiedenen Frequenzen, die als "Gehirnwellen" bezeichnet werden.
Untersuchungen haben gezeigt, dass Menschen bei der Alzheimer-Krankheit eine Störung des Aktivitätsmusters von Gammawellen erleben, den Gehirnwellen mit der höchsten Frequenz.
In den letzten Jahren hat ein Team von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge Beweise dafür gefunden, dass bestimmte Arten der Lichtstimulation das Gleichgewicht von Gammawellen wiederherstellen und die Akkumulation von Beta-Amyloid in Mausmodellen von Alzheimer verringern können.
Das gleiche Team, das unter der Leitung von MIT Prof. Li-Huei Tsai arbeitet, hat nun festgestellt, dass eine Kombination aus Licht- und Schalltherapie einen signifikanten Effekt auf die Verbesserung der kognitiven Funktionen in diesen Mausmodellen haben kann.
Ermutigt durch diese Erkenntnisse, die in der Zeitschrift erscheinen ZelleDie Forscher organisieren jetzt eine klinische Studie, um die Auswirkungen dieser neuartigen Therapie beim Menschen mit dieser neurodegenerativen Erkrankung zu testen.
Hörstimulation bringt Vorteile
In ihrer vorherigen Studie verwendeten Prof. Tsai und Kollegen eine Lichtstimulationsbehandlung, bei der Mausmodelle 1 Stunde pro Tag Licht ausgesetzt wurden, das bei 40 Hertz flackerte.
Zu diesem Zeitpunkt stellten die Forscher fest, dass dieser nicht-invasive Ansatz dazu beitrug, die Spiegel sowohl von Beta-Amyloid-Plaques als auch von phosphorylierten Tau-Proteinen im Gehirn der Nagetiere zu senken.
Darüber hinaus beobachtete das Team, dass die Lichtstimulation die Aktivität von Mikroglia steigerte, einer Art neuronaler Zelle, die eine Rolle bei der Immunantwort spielt und Zellreste beseitigt.
Diese frühere Forschung konzentrierte sich jedoch nur auf Veränderungen des visuellen Kortex des Gehirns. In der aktuellen Studie beschlossen die Wissenschaftler, noch einen Schritt weiter zu gehen und zu versuchen, andere Gehirnregionen, die an Gedächtnis- und Lernprozessen beteiligt sind, durch Schallstimulation zu behandeln, um Gamma-Gehirnwellen wieder ins Gleichgewicht zu bringen.
So setzten sie Mäuse an 7 aufeinanderfolgenden Tagen 1 Stunde am Tag 40 Hertz-Geräuschen aus. Diese auditive Stimulation hatte den Effekt, die Beta-Amyloid-Spiegel nicht nur im auditorischen Kortex, sondern auch im Hippocampus, einer Gehirnregion, die eine Schlüsselrolle bei der Verarbeitung und Erinnerung von Erinnerungen spielt, zu senken.
„Wir haben hier gezeigt, dass wir eine völlig andere sensorische Modalität verwenden können, um Gammaschwingungen im Gehirn zu induzieren“, sagt Prof. Tsai.
"Und zweitens", fügt sie hinzu, "kann dieses durch auditive Stimulation induzierte Gamma die Amyloid- und Tau-Pathologie nicht nur im sensorischen Kortex, sondern auch im Hippocampus reduzieren."
Noch wichtiger war, als die Forscher die Wirkung dieser Schallstimulationsbehandlung auf die kognitiven Fähigkeiten der Nagetiere bewerteten, stellten sie fest, dass sich das Gedächtnis der Mäuse verbessert hatte und dass sie bei einem Test, bei dem sie ihren Weg aus einem Labyrinth finden mussten, viel besser abschnitten Wahrzeichen zurückrufen.
Am Ende der Behandlung hatte sich auch die Fähigkeit der Mäuse verbessert, sich an Objekte zu erinnern, denen Forscher sie zuvor ausgesetzt hatten.
Der kombinierte Ansatz liefert die besten Ergebnisse
In Bezug auf die physiologische Wirkung löste die auditive Stimulation nicht nur eine mikrogliale Aktivität aus, sondern wirkte sich auch auf die Blutgefäße und den Kreislauf aus. Dies, so die Hypothese der Forscher, könnte dazu beitragen, den Gehalt an toxischen Proteinen im Gehirn weiter zu senken.
Angespornt durch diese Erkenntnisse kombinierte das Team dann Licht- und Schallstimulationstherapie und war angenehm überrascht, dass diese Behandlung eine noch bessere Wirkung hatte.
Die Forscher fanden heraus, dass der Kombinationsansatz zur Eliminierung von Beta-Amyloid-Plaques in mehr Hirnregionen führte, einschließlich des präfrontalen Kortex, der für kognitive Funktionen höherer Ordnung wesentlich ist.
Darüber hinaus bot es einen intensiveren Schub für die Mikroglia-Aktivität. „Diese Mikroglia stapeln sich nur um die Plaques herum übereinander“, bemerkt Prof. Tsai und nennt den Effekt „sehr dramatisch“.
"Wenn wir eine Woche lang visuelle und auditive Stimulation kombinieren, sehen wir das Engagement des präfrontalen Kortex und eine sehr dramatische Reduktion von Amyloid."
Prof. Li-Huei Tsai
Das Team stellte außerdem fest, dass bei einer Unterbrechung der Behandlung nach der ersten Woche die positiven Auswirkungen innerhalb von nur einer Woche nachlassen würden, was darauf hindeutet, dass Spezialisten diese Therapie möglicherweise kontinuierlich durchführen müssen.
Prof. Tsai und Kollegen haben bereits festgestellt, dass die neue Kombinationstherapie beim Menschen sicher ist, und sie nehmen derzeit Teilnehmer mit Alzheimer-Formen im Frühstadium in eine klinische Studie auf, die sie entwickelt haben, um die Wirkung der Behandlung auf Menschen zu bewerten.
