Elke ochtend mediteert Li-Hui Tsai voor een flikkerend scherm. Synchroon met de lichtflitsen zijn scherpe geluiden te horen, die enigszins doen denken aan de klikken van de castagnetten van een flamencodanseres, alleen veel luider. Het ritme hier is echter niet voor de lol.
De combinatie van flikkerend licht en klikgeluiden helpt bij het synchroniseren van elektrische processen in de hersenen, ook wel gammagolven genoemd.
Voor niet-ingewijden lijkt deze geluids- en lichtbehandeling misschien een nieuwe modegril voor wellnessfans. Maar Tsai is een neurofysioloog van het Massachusetts Institute of Technology (Cambridge, VS). En ze heeft bewijs dat deze procedure de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer kan voorkomen.
Li-Hui Tsai's onderzoek is een radicaal nieuwe benadering om de meest voorkomende vorm van seniele dementie te voorkomen en te behandelen.
Tegenwoordig lijden wereldwijd ongeveer 50 miljoen mensen aan dementie - en dit cijfer zal naar verwachting verdrievoudigen tegen 2050.
Vanuit neurologisch oogpunt (volgens de heersende hypothese - red.), Is de belangrijkste verandering in verband met de ziekte van Alzheimer de ophoping van toxisch eiwit in de hersenen (amyloïde plaques) en de vorming van ophopingen van tau-eiwit in neuronen.
Het resultaat is dat beide processen grote schade aanrichten in onze neuronen en hun synapsen (de contactpunten tussen twee neuronen waardoor ze kunnen "praten").
Het is dus niet verwonderlijk dat in de afgelopen drie decennia veel van Alzheimeronderzoek zich heeft gericht op het vinden van medicijnen om deze plaques te verwijderen - en toch wachten we nog steeds op een doorbraak.
Promotie video:
En nu suggereert een reeks nieuwe onderzoeken dat het antwoord misschien niet chemisch is, maar elektrisch.
En het hangt allemaal af van die gammaritmes die een soort reinigingsoperatie in de hersenen lijken te veroorzaken, waarbij gifstoffen worden verwijderd voordat ze schade beginnen aan te richten.
Helende hersengolven
In het dagelijks leven gebruiken we vaak het woord "dageraad" als het gaat om een plotselinge golf van inspiratie. In de neurofysiologie, wat tot ons doordringt, zijn speciale golven in de hersenen, een ritmisch patroon van elektrische activiteit gecreëerd door groepen neuronen door de hersenen met een specifieke frequentie.
Net zoals radio- of televisiestations hun signaal op een bepaalde golflengte uitzenden, lijken de verschillende frequenties van de hersengolven verband te houden met zeer specifieke neurologische functies.
Gammagolven oscilleren ongeveer 30 tot 100 keer per seconde en zijn meestal te zien als we ons ergens op concentreren of ons iets proberen te herinneren.
In enkele zeer interessante onderzoeken uit het begin van de jaren 2000 werd aangetoond dat patiënten met de ziekte van Alzheimer bijzonder zwak zijn, in het bijzonder gammagolven, de snelste hersenritmes (vergeleken met gezonde mensen zonder tekenen van achteruitgang in mentale vermogens), wat suggereert dat een schending van deze ritmes kunnen bij de ziekte betrokken zijn.
Het was echter niet duidelijk of dit gewoon een ander gevolg was van de reeds optredende algemene neurodegeneratie, of mogelijk de oorzaak ervan. En een team van wetenschappers onder leiding van Tsai besloot het uit te zoeken.
Om hun hypothese in principe te bewijzen, namen ze eerst hun toevlucht tot een techniek die bekend staat als optogenetica, waarbij de neuronen van een laboratoriummuis genetisch worden gewijzigd om te reageren op licht van een specifieke kleur.
Door een kleine lichtbron in de schedel van een dier te plaatsen, kunnen wetenschappers gammagolven met zeer hoge precisie stimuleren en de effecten waarnemen.
De hersenen bewaken
En wat ze zagen was geweldig. Er was niet alleen een significante vermindering van amyloïde plaques. Onderzoekers ontdekten het mechanisme van hun creatie.
Bijzonder interessant was het effect op de microglia van de hersenen (macrofaagcellen, een soort reddingsteam, lijfwachten van onze hersenen, die voor hun gezondheid zorgen).
"Ze zijn als immuunbewaking", legt Tsai uit. "Ze monitoren het milieu en kunnen ziekteverwekkers, giftig afval en vreemde stoffen opruimen."
Eerdere studies hebben aangetoond dat microglia bij patiënten met de ziekte van Alzheimer vaak niet in staat zijn hun taken naar behoren uit te voeren. Maar het lijkt erop dat gammagolven macrofaagcellen kunnen wekken, wat leidt tot een afname van het aantal amyloïde plaques en tau-eiwitklonters.
Bovendien treedt het effect van het gebruik van gammagolven erg snel op. Slechts één uur stimulatie was voldoende om de microglia te activeren en een merkbare vermindering van het aantal amyloïde plaques te bereiken.
Dit effect van gammagolven op macrofaagcellen vertegenwoordigt een enorme sprong voorwaarts in ons begrip van de ziekte van Alzheimer (en de functie van gammagolven), zei Tsai.
Optogenetische stimulatie is echter een procedure die bij mensen niet eenvoudig toe te passen is. Dus in de volgende stap probeerde Tsai te testen of minder invasieve vormen van hersengolfsynchronisatie zouden werken.
In één experiment belichtten wetenschappers muizen elke dag een uur lang met flikkerend licht met een frequentie van 40 Hz, terwijl in andere experimenten dieren snelle klikgeluiden hoorden bij deze frequentie.
En in elk van de gevallen dat het werkte, was er synchronisatie. Macrofaagcellen werkten actiever, het gehalte aan giftige eiwitten nam af.
Het is ook belangrijk dat dit alles het gedrag van de muizen beïnvloedde. Degenen die stimulatie ontvingen, vonden sneller een uitweg uit het doolhof en herinnerden het zich beter - in tegenstelling tot degenen die oud werden zonder stimulatie.
Gunstige trillingen
Maar zullen wetenschappers deze resultaten kunnen repliceren bij echte Alzheimerpatiënten?
Tsai begint nu aan klinische proeven om de langetermijnvoordelen van gammagolfstimulatie voor mensen te onderzoeken.
Maar een andere studie heeft al bemoedigend bewijs gevonden dat een dergelijke stimulatie leidt tot verbeterde cognitieve prestaties.
De studie, geleid door Amy Clements-Cortez van de Universiteit van Toronto, Canada, gebruikte zowel tactiele stimulatie als auditieve stimulatie. Deelnemers met de diagnose van verschillende stadia van de ziekte van Alzheimer zaten in een stoel met zes luidsprekers die lage geluiden uitstraalden met de frequentie van gammagolven.
Het deed denken aan een subwoofer (laagfrequente luidspreker), zegt Clements-Cortez, waardoor de deelnemers een lichte trilling door hun hele lichaam voelden.
Na zes sessies van 30 minuten vertoonden de patiënten verbeteringen in standaardtests voor verschillende cognitieve vaardigheden, waaronder mentaal tellen en kortetermijngeheugen.
Dit was vooral verrassend als je bedenkt hoe kort het stimulatie-interval was, merkt Clements-Cortez op.
Ze heeft ook getuigenissen van een andere patiënte met milde tekenen van dementie die al drie jaar thuis een soortgelijk apparaat gebruikt. "Drie jaar later kwamen we haar bezoeken", zegt Clements-Cortes. "Haar mentale vermogens zijn niet verslechterd, ze zijn ongeveer hetzelfde gebleven."
Het is duidelijk dat er veel meer gegevens moeten worden verzameld, met grotere samples, maar de eerste resultaten zijn volgens Clements-Cortes "ongelooflijk inspirerend".
Het is mogelijk dat patiënten dit soort therapie kunnen krijgen door simpelweg tv te kijken of naar de radio te luisteren, zegt ze.
Na zoveel jaren van vruchteloze pogingen om een remedie voor de ziekte van Alzheimer te vinden, is er eindelijk een licht aan het einde van de tunnel gedaald?
Het lijkt erop dat de nieuwe methode bijzonder waardevol kan zijn voor vroegtijdig ingrijpen tijdens het ziekteverloop.
Martin O'Halloran van de National University of Ireland wijst erop dat, hoewel patiënten cognitieve problemen kunnen hebben, het lang duurt om de diagnose van de ziekte van Alzheimer te bevestigen, en dat dit het begin van de behandeling vertraagt, aangezien artsen niet bereid zijn bijwerkingen te riskeren totdat ze zeker zijn van de diagnose. …
"Elke vroege interventie voor deze patiënten moet zo niet-invasief en veilig mogelijk zijn", zegt hij. "Inclusief het gebruik van flikkerend licht of herhalend geluid." (Voor patiënten met epilepsie is dit niet geschikt, omdat stimulatie een aanval kan veroorzaken.)
Barry McDermott, een onderzoeker aan de National University of Ireland, is ook optimistisch over de bevindingen.
"Geen enkele arts zal ter preventie alzheimermedicijnen voorschrijven, maar deze methode kun je van tevoren gebruiken", merkt hij op. - Het is zo simpel en licht. In theorie zou je zelfs zo'n app op je smartphone kunnen hebben."
Ondanks snelle vorderingen in het onderzoek, benadrukken zowel O'Halloran als McDermott, die onlangs het potentieel van de technologie voor het Journal of Alzheimer's Disease Research hebben besproken, dat er nog veel vragen beantwoord moeten worden.
Naast de noodzaak om meer serieuze bevestiging te krijgen van het nut van de methode op lange termijn in klinische onderzoeken, is het ook nodig om te begrijpen welke frequentie van gammagolven ideaal is voor gebruik en wat de optimale gebruiksduur is.
Hoewel het onwaarschijnlijk lijkt dat u een overdosis gammagolven krijgt, zal het nuttig zijn om te zien of overmatig enthousiasme voor de methode bijwerkingen zal veroorzaken, benadrukken de Ierse wetenschappers.
Daarnaast valt nog te bezien of stimulatie van gammagolven het mentale vermogen van gezonde mensen verbetert.
Tsai is hier voorzichtig: ze gelooft dat er een bepaalde limiet zit aan wat gammagolven kunnen doen voor een gezond brein.
Maar ze hoopt dat de methode nuttig kan zijn als een preventieve maatregel nadat iemand de middelbare leeftijd heeft bereikt - om de hersenen normaal te laten functioneren voordat de eerste tekenen van mentale achteruitgang verschijnen. "Ik denk dat het mogelijk is", zegt ze.
Ondanks veel vragen die nog moeten worden beantwoord, test Tsai het apparaat al op zichzelf. 'En ik voel me geweldig', zegt ze met een sluwe glimlach.
Zoals elke wetenschapper begrijpt Li-Hui Tsai dat haar persoonlijke ervaring niet als sluitend bewijs kan worden beschouwd. Als de resultaten van haar onderzoek echter worden bevestigd, kunnen velen van ons onze dag beginnen met soortgelijke geluids- en lichtbehandelingen om onze hersenen gezond te houden.
David Robson
