Каждое утро Ли-Хуэй Цай медитирует перед мерцающим экраном. Синхронно со вспышками света раздаются резкие звуки, чем-то напоминающие щелчки кастаньет танцовщицы фламенко, только гораздо громче. Впрочем, ритм здесь — не для развлечения, передает Qazweek.kz со ссылкой на bbc.com.
Сочетание мерцающего света и щелкающих звуков помогает синхронизировать электрические процессы в мозгу, известные как гамма-волны.
Для непосвященных подобная светозвуковая процедура может показаться новой причудой поклонников велнеса. Но Цай — нейрофизиолог из Массачусетского технологического института (Кембридж, США). И у нее есть доказательства, что эта процедура может предотвратить развитие болезни Альцгеймера.
Исследования Ли-Хуэй Цай — это радикально новый подход к предотвращению и лечению наиболее распространенной формы старческого слабоумия.
На сегодняшний день деменцией страдают около 50 млн человек на планете — и к 2050 году эта цифра, как ожидается, увеличится в три раза.
С точки зрения нейрологии (согласно преобладающей гипотезе. — Ред.) основная перемена, связанная с Альцгеймером, — это накопление в мозге токсичного белка (амилоидных бляшек) и образование скоплений тау-белка внутри нейронов.
Громкий щелкающий звук (как, например, у кастаньет танцоров фламенко) может обеспечивать нужный для мозга ритмВ результате оба процесса, похоже, сеют хаос в наших нейронах и их синапсах (местах контактов между двумя нейронами, позволяющих им «переговариваться»).
Таким образом, нет ничего удивительного в том, что на протяжении последних трех десятилетий большая часть исследований болезни Альцгеймера концентрировалась на поиске лекарств для удаления этих бляшек — и тем не менее мы до сих пор в ожидании прорыва.
И вот серия новых исследований позволяет предположить, что ответом может быть не химическое, а электрическое воздействие.
И всё зависит от тех гамма-ритмов, которые, по-видимому, запускают своего рода очистительные операции в мозгу, удаляя токсины, прежде чем те начнут причинять вред.
Исцеляющие мозговые волны
В повседневной жизни мы часто используем слово «осенило», когда речь идет о внезапном приливе вдохновения. В нейрофизиологии то, что нас осеняет — это специальные волны в мозгу, ритмическая структура электрической активности, создаваемая группами нейронов по всему мозгу на определенной частоте.
Точно так же, как радио- или телестанции передают свой сигнал на определенной волне, различные частоты мозговых волн относятся, судя по всему, к вполне определенным нейрологическим функциям.
Гамма-волны осциллируют примерно от 30 до 100 раз в секунду, их обычно можно наблюдать, когда мы концентрируемся на чем-то или пытаемся что-то вспомнить.
В некоторых весьма интересных исследованиях начала 2000-х было продемонстрировано, что у пациентов с Альцгеймером особенно слабы, в частности, гамма-волны, самые быстрые ритмы мозга (по сравнению со здоровыми людьми без признаков заката умственных способностей), что позволяет предположить: нарушение этих ритмов может быть причастно к болезни.
Однако не было понятно: то ли это лишь еще одно последствие уже наступившей общей нейродегенерации, то ли — потенциально — ее причина. И коллектив ученых под руководством Цай решил в этом разобраться.
Чтобы доказать свою гипотезу в принципе, они сначала прибегли к технике, известной как оптогенетика, когда нейроны лабораторной мыши генетически изменяются так, чтобы они реагировали на свет определенного цвета.
Помещая в череп животного крошечный источник света, ученые могут стимулировать гамма-волны с очень высокой точностью и наблюдать последствия этого.
На страже мозга
И то, что они увидели, оказалось поразительным. Наблюдалось не только значительное сокращение амилоидных бляшек. Исследователям открылся механизм их создания.
Клетки микроглии напоминают морских обитателей со щупальцами, но на самом деле стоят на страже нашего мозгаОсобенно интересно было воздействие на микроглию мозга (клетки-макрофаги, своего рода аварийно-спасательная команда, телохранители нашего мозга, заботящиеся о его здоровье).
«Они — как иммунный надзор, — объясняет Цай. — Они наблюдают за обстановкой и могут вычищать патогены, токсичные отходы и посторонние субстанции».
В предыдущих исследованиях было обнаружено, что у пациентов с Альцгеймером микроглия часто не может надлежащим образом выполнять свои обязанности. Но, кажется, гамма-волны способны разбудить клетки-макрофаги, что ведет к снижению количества амилоидных бляшек и скоплений тау-белков.
Более того, эффект применения гамма-волн наступает очень быстро. Всего одного часа стимуляции оказалось достаточно для того, чтобы активировать микроглию и добиться заметного уменьшения количества амилоидных бляшек.
Такое воздействие гамма-волн на клетки-макрофаги означает огромный скачок вперед в нашем понимании болезни Альцгеймера (и функции гамма-волн), подчеркивает Цай.
Оптогенетическая стимуляция, однако, — это такая процедура, которую не так-то легко применить у людей. Поэтому на следующем этапе Цай попробовала проверить, будут ли работать менее инвазивные формы синхронизации мозговых волн.
В одном из экспериментов ученые каждый день в течение часа освещали мышей светом, мерцающим на частоте 40 Гц, а в других опытах животные слышали быстрые щелкающие звуки на этой частоте.
И в каждом из случаев это сработало, наступала синхронизация. Клетки-макрофаги работали активней, уровень токсичных белков снижался.
Мерцающий свет и щелкающие звуки могут настроить мозг так, что он начнет генерировать волны определенной частотыВажно и то, что всё это сказывалось на поведении мышей. Получавшие стимуляцию быстрее находили выход из лабиринта и лучше его запоминали — в отличие от тех, кто старел без стимуляции.
Полезные вибрации
Но смогут ли ученые повторить эти результаты у реальных пациентов с Альцгеймером?
Цай сейчас приступает к клиническим испытаниям, чтобы исследовать долгосрочные преимущества стимуляции гамма-волн для людей.
Но в другом исследовании уже получены некоторые вдохновляющие данные, подтверждающие, что такая стимуляция действительно ведет к улучшению когнитивных способностей.
В исследовании, возглавляемом Эми Клементс-Кортес из Торонтского университета (Канада), проводилась не только слуховая, но и тактильная стимуляция. Участники с диагнозами разных стадий болезни Альцгеймера усаживались на стул с шестью динамиками, издававшими низкие звуки на частоте гамма-волн.
Это напоминало действие сабвуфера (низкочастотной акустической системы), рассказывает Клементс-Кортес, из-за чего участники ощущали легкие вибрации по всему телу.
После шести 30-минутных процедур у больных наблюдались улучшения в стандартных тестах на различные когнитивные способности, в том числе в счете в уме и в краткосрочной памяти.
Это выглядело особенно удивительным, если учесть, насколько коротким был промежуток, во время которого проводилась стимуляция, отмечает Клементс-Кортес.
У нее есть также свидетельства другой пациентки с легкими признаками деменции, которая применяла в течение трех лет похожее устройство дома. «Спустя три года мы приехали ее навестить, — рассказывает Клементс-Кортес. — Ее умственные способности не ухудшились, они остались примерно теми же».
Получавшие стимуляцию нейронов головного мозга мыши быстрее находили выход из лабиринта и лучше его запоминали — в отличие от тех, кто старел без стимуляцииПонятно, что необходимо собрать гораздо больше данных, с более крупными выборками, но начальные результаты, по словам Клементс-Кортес, «невероятно вдохновляющи».
Не исключено, что пациенты смогут получать такого рода терапию, просто глядя телевизор или слушая радио, говорит она.
Неужели спустя столько лет бесплодных попыток найти лечение Альцгеймера в конце туннеля наконец забрезжил свет?
Похоже, что особенно ценным новый метод может быть для раннего вмешательства в течение болезни.
Мартин О’Халлоран из Ирландского национального университета указывает на то, что, хотя пациенты могут испытывать когнитивные трудности, на подтверждение диагноза «Альцгеймер» требуется много времени, и это отдаляет начало лечения, поскольку врачи не хотят рисковать побочными эффектами, пока не уверены в диагнозе.
«Любое раннее вмешательство для таких пациентов должно быть крайне неинвазивным и безопасным, насколько это вообще возможно, — говорит он. — В том числе и с применением мерцающего света или повторяющегося звука». (Пациентам с эпилепсией это не подходит, поскольку стимуляция может спровоцировать припадок.)
Барри Макдермотт, исследователь из Ирландского национального университета, тоже испытывает оптимизм по поводу полученных результатов.
«Ни один врач вам не выпишет лекарства от Альцгеймера для профилактики, но этот метод — это то, что можно начать применять заранее, — отмечает он. — Настолько он простой и легкий. Теоретически вы можете даже иметь такое приложение в своем смартфоне».
Несмотря на быстрый прогресс в исследованиях, и О’Халлоран, и Макдермотт, недавно написавшие обзор потенциала технологии для «Журнала исследований болезни Альцгеймера», подчеркивают, что на многие вопросы еще предстоит ответить.
Помимо необходимости получить более серьезное подтверждение долгосрочной полезности метода в ходе клинических испытаний, надо также понять, какая частота гамма-волн идеальна для использования и какова оптимальная длительность применения.
И хотя представляется маловероятным, что вы получите передозировку гамма-волн, будет полезным узнать, не станет ли излишний энтузиазм в применении метода причиной побочных эффектов, подчеркивают ирландские ученые.
Стимуляция гамма-волн мозга может стать новым способом лечения болезни АльцгеймераКроме того, предстоит понять, улучшает ли стимуляция гамма-волн умственные способности здоровых людей.
Цай здесь осторожна: она считает, что есть определенный предел в том, что для здорового мозга могут сделать гамма-волны.
Но она надеется, что метод может быть полезен в качестве профилактической меры после того, как человек преодолел средний возраст — чтобы сохранить нормальное функционирование мозга до того, как появятся первые знаки умственного увядания. «Думаю, это возможно», — говорит она.
Несмотря на множество вопросов, на которые еще предстоит ответить, Цай уже опробует устройство на себе. «И я отлично себя чувствую», — говорит она, хитро улыбаясь.
Как и любой ученый, Ли-Хуэй Цай понимает, что ее личный опыт не может приниматься в качестве убедительного доказательства. Однако если результаты ее исследований подтвердятся, многие из нас, вполне возможно, будут начинать свой день с похожих звуковых и световых процедур — чтобы сохранить свой мозг здоровым.
