Rostoucí důkazy o přínosu 40Hz gama stimulace pro zdraví mozku

Deset let poté, co vědci z Picower Institute for Learning and Memory na MIT začali testovat, zda smyslová stimulace mozkových rytmů o frekvenci 40 Hz („gama rytmy“) může léčit Alzheimerovu chorobu u myší, se objevuje stále více důkazů na podporu myšlenky, že tato metoda může zlepšit zdraví mozku – jak u lidí, tak u zvířat. Nový článek s otevřeným přístupem v časopise PLOS Biology popisuje dosavadní stav výzkumu a představuje některé základní a klinické otázky, které jsou v popředí neinvazivní gama stimulace.

„Jakmile jsme provedli svá pozorování, mnoho dalších lidí v oboru publikovalo výsledky, které jsou velmi konzistentní,“ říká Li-Huei Tsai, profesorka neurověd na MIT, ředitelka iniciativy MIT pro stárnoucí mozek (MIT’s Aging Brain Initiative) a hlavní autorka nové recenze, spolu s postdoktorandkou Jung Parkovou. „Lidé používali mnoho různých způsobů, jak indukovat gama rytmy, včetně smyslové stimulace, transkraniální střídavé proudové stimulace nebo transkraniální magnetické stimulace, ale klíčem je dodávání stimulace na 40 hertzích. Všechny tyto metody vykazují příznivé účinky.“

Desetiletí objevů na MIT

Počínaje článkem v časopise Nature v roce 2016, spolupráce vedená Tsai vytvořila řadu studií, které ukazují, že 40Hz stimulace prostřednictvím světla, zvuku, obou dohromady nebo hmatové vibrace snižuje charakteristické znaky Alzheimerovy patologie, jako jsou amyloidní a tau proteiny, brání odumírání neuronů, snižuje ztrátu synapsí a udržuje paměť a kognitivní funkce u různých myších modelů Alzheimerovy choroby. Šetření základních mechanismů, které tyto přínosy vytvářejí, dosud identifikovalo specifické buněčné a molekulární odpovědi v mnoha typech mozkových buněk, včetně neuronů, mikroglií, astrocytů, oligodendrocytů a mozkových cév. Například loni laboratoř oznámila v Nature, že 40Hz zvuková a vizuální stimulace u myší indukovala interneurony ke zvýšenému uvolňování peptidu VIP, čímž se zvýšilo odstraňování amyloidu z mozkové tkáně prostřednictvím glymphatického „potrubního“ systému mozku.

Mezitím ve studiích fáze II v MIT a ve spin-off společnosti MIT Cognito Therapeutics se ukázalo, že lidé s Alzheimerovou chorobou vystavení 40Hz světlu a zvuku zaznamenali významné zpomalení mozkové atrofie a zlepšení některých kognitivních ukazatelů ve srovnání s neléčenými kontrolami. Společnost Cognito, která také měřila významné zachování „bílé hmoty“ mozku u dobrovolníků, provádí již více než rok klíčovou klinickou studii fáze III s celostátním dosahem o smyslové gama stimulaci.

„Neurovědci si často stěžují, že je skvělá doba mít Alzheimerovu chorobu, pokud jste myš,“ napsali Park a Tsai v recenzi. „Naším konečným cílem je proto přenést objevy GENUS do bezpečné, dostupné a neinvazivní terapie pro pacienty s Alzheimerovou chorobou.“ Tým z MIT často označuje 40Hz stimulaci jako „GENUS“ (Gamma Entrainment Using Sensory Stimulation).

Rostoucí oblast

Jak Tsaiin tým, který zahrnuje kolegy z MIT Edwarda Boydena a Emeryho N. Browna, publikoval své výsledky, mnoho dalších laboratoří vytvořilo studie, které doplňují důkazy o tom, že různé metody neinvazivní smyslové gama stimulace mohou bojovat proti Alzheimerově patologii. Mezi mnoha příklady uvedenými v nové recenzi výzkumný tým v Číně v roce 2024 nezávisle potvrdil, že 40Hz smyslová stimulace zvyšuje průtok glymphatické tekutiny u myší. V dalším příkladu tým z Harvard Medical School v roce 2022 ukázal, že 40Hz gama stimulace pomocí transkraniální střídavé proudové stimulace významně snížila zátěž tau proteinů u tří ze čtyř lidských dobrovolníků. A v další studii zahrnující více než 100 lidí používali výzkumníci ve Skotsku v roce 2023 audiovizuální gama stimulaci (na 37,5 Hz) ke zlepšení vybavování paměti.

Otevřené otázky

Uprostřed rostoucího počtu publikací popisujících preklinické studie s myšími a klinické studie s lidmi zůstávají otevřené otázky, uznávají Tsai a Park. Tým z MIT a další stále zkoumají buněčné a molekulární mechanismy, které jsou základem účinků GENUS. Tsai říká, že její laboratoř zkoumá další neuropeptidové a neuromodulační systémy, aby lépe porozuměla kaskádě událostí spojujících smyslovou stimulaci s pozorovanými buněčnými reakcemi. Mezitím zůstává nejasná povaha toho, jak některé buňky, jako je mikroglie, reagují na gama stimulaci a jak to ovlivňuje patologii, dodává Tsai.

I s probíhající celostátní klinickou studií fáze III je stále důležité zkoumat tyto základní mechanismy, říká Tsai, protože nové poznatky o tom, jak neinvazivní gama stimulace ovlivňuje mozek, by mohly zlepšit a rozšířit její terapeutický potenciál.

„Čím lépe pochopíme mechanismy, tím více budeme mít dobrých nápadů, jak dále optimalizovat léčbu,“ říká Tsai. „A čím lépe pochopíme její působení a obvody, které ovlivňuje, tím více budeme vědět, kromě Alzheimerovy choroby, která další neurologická onemocnění z této metody budou profitovat.“

Studie na MIT a v dalších institucích skutečně poukazují na to, že GENUS by mohl pomoci s Parkinsonovou chorobou, mozkovou mrtvicí, úzkostí, epilepsií a kognitivními vedlejšími účinky chemoterapie a stavy, které snižují myelin, jako je roztroušená skleróza. Tsaiina laboratoř zkoumá, zda by to mohlo pomoci i u Downova syndromu.

Otevřené otázky by mohly definovat další desetiletí výzkumu GENUS.