來源：新浪科技
弗拉門戈舞者拍打響板時發出的咔噠聲可以產生一種使大腦活躍的節奏
新浪科技訊 北京時間5月27日消息，據國外媒體報導，阿爾茨海默症是一種神經退行性疾病，也是世界上最常見的痴呆症。根據最新的研究，未來我們或許可以通過看電視的方式對該疾病進行治療。
每天早上，美籍華裔生物學家蔡立慧（Li-Huei Tsai）都會在一個閃爍的屏幕前冥想。與閃爍的燈光同步的是一個刺耳的咔噠聲，有點像一個激情洋溢的弗拉門戈舞者在輕拍響板。不過，這種節奏並不是用來娛樂的，而是讓大腦活躍起來。
閃爍燈光和咔噠聲的組合被設計用來同步大腦中一種特殊類型的電活動——伽馬波。對於不知情的人來說，這種光和聲音的刺激像是最新的健康時尚，但從神經科學家看來，有證據表明這麼做可以預防阿爾茨海默症。
新研究為預防和治療這種最常見的痴呆症提供了全新的方法。今天，痴呆症影響著全世界約5000萬人，到2050年，這一數字預計將增加兩倍。
與阿爾茨海默症相關的最明顯的神經性變化是細胞外形成的毒性澱粉樣斑塊的積累，以及神經元內Tau蛋白的纏結。二者似乎都對我們的神經元和突觸造成了嚴重破壞，而突觸正是神經元相互溝通的紐帶。在過去30年裡，阿爾茨海默症的研究主要集中在尋找藥物來清除這些斑塊上，這一點並不奇怪，但我們仍在等待突破性的治療方法。
現在，大量的新研究表明，相比化學療法，電子療法可能才是解決問題的答案。這一切都取決於伽馬波節律，它似乎會觸發大腦中的一種清理操作，在有毒物質造成損害之前將其清除。
療愈的腦波
儘管我們經常用「腦波」這個詞來描述靈感的閃現，但在神經科學中，這個詞描述的是一類有節奏的電活動，由大腦中的神經元群以特定的頻率一起放電產生。
神經元通過帶正電的原子在細胞膜上的流動產生這些電流。正如電視和電臺通過不同頻率的無線電波傳播一樣，不同頻率的腦波似乎也與特定的神經功能有關。伽馬波以每秒30到100Hz的頻率振蕩，通常可以在我們集中注意力，或者編碼和檢索記憶時觀察到。
20世紀初的一些有趣研究表明，與認知能力沒有下降的健康人相比，阿爾茨海默氏症患者的伽馬波特別微弱，這暗示著阿爾茨海默氏症可能與大腦節律的紊亂有關。但是，我們尚不清楚這是否只是神經退化發生後的另一個結果，還是造成神經退化的潛在原因。蔡立慧教授的團隊開始對這一問題展開研究。
為了揭示其中的原理，他們首先採用了名為「光遺傳學」（optogenetics）的技術，即對實驗室小鼠的神經元進行基因改造，使其對特定顏色的光產生反應。通過在頭骨中植入一個小光源，研究小組能以令人難以置信的精度激發伽馬波並觀察其影響。
看護神經的細胞
研究小組的發現令人震驚，他們不僅揭示了與阿爾茨海默病相關的澱粉樣斑塊的顯著減少，而且還揭示了發生這一現象的可能機制。
研究人員尤其感興趣的是伽馬波對大腦小膠質細胞（microglia）的影響。小膠質細胞是一類特殊的神經膠質細胞，看起來就像是微小的、有觸鬚的海洋生物，它們扮演著大腦看護和保安的角色。「它們就像一種免疫監視，」蔡立慧教授說，「它們會審視環境，還可以清除和擺脫病原體、有毒廢物和外來物質。」
此前的研究已經發現，阿爾茨海默症患者的小膠質細胞往往無法履行這些職責。但是在新研究中，伽馬波似乎重新喚醒了它們，從而使澱粉樣斑塊和Tau蛋白纏結水平降低。而且，這種效果似乎非常迅速，僅僅一個小時的刺激就足以激活小膠質細胞，使澱粉樣斑塊顯著減少。
將伽馬波以這種方式與這些小膠質細胞的活動聯繫起來，使我們對阿爾茨海默症和伽馬波功能的理解取得了巨大的飛躍。然而，光遺傳學刺激的治療方法需要基因改造和手術，並不能輕易應用於人類。因此，蔡教授的團隊接下來研究了一些侵入性較小的腦波聯合療法是否也有類似的效果。
在一項實驗中，研究人員將小鼠置於燈光下，每天以40赫茲的頻率閃爍一小時；在其他實驗中，他們按這個頻率向小鼠快速播放聲音。他們的想法是，在這些情況下，視覺和聽覺系統中的神經元會開始與燈光和聲音信號同步放電，觸發腦波活動，進而擴散到整個大腦。這正是他們所看到的結果。正如預期的那樣，伴隨伽馬波增強，出現了小膠質細胞活動的增加，以及毒性澱粉樣斑塊的減少。
重要的是，在對小鼠行為的測量中也看到了這些差異。接受刺激的小鼠更容易學會走迷宮，而其他小鼠隨著年齡的增長而變得更加健忘。
良好的振動
當然，最大的考驗是，科學家是否能在真正的阿爾茨海默症患者身上複製這些結果。蔡立慧教授目前正開始臨床試驗，以探索伽馬波刺激對人類的長期益處。已經有一些令人興奮的初步證據表明，這麼做確實可以改善認知。
在一項由加拿大多倫多大學的艾米·克萊門茨-科爾特斯（Amy Clements-Cortes）領導的研究中，採用了觸覺和聽覺的刺激。被診斷患有不同階段阿爾茨海默氏症的參與者被安排坐在一張裝有6個揚聲器的椅子上，這些揚聲器在伽馬波頻帶內發出低沉的聲音。克萊門茨-科爾特斯指出，這種效果有點像「低音炮」，會讓患者感覺到全身輕微的振動。
經過6次30分鐘的訓練，受試者在各種認知能力的標準測試（包括心算和短期記憶）中均表現出了顯著的進步。克萊門茨-科爾特斯表示，在如此短的時間內取得這樣的效果，實在太令人驚訝了。她還從另一名有早期痴呆症跡象的患者那裡獲得了同樣的結果，這名患者在家使用了類似的設備達三年之久。「三年後我們回去看她，發現她的認知能力基本保持不變，」克萊門茨-科爾特斯說道。
顯然，更多的證據是必要的，因為樣本要足夠大，但克萊門茨-科爾特斯認為，這些早期的結果已經「非常令人鼓舞」。她表示，患者未來甚至可以在看電視或聽廣播時接受這種治療。
其他一些研究人員表示，以往的阿爾茨海默氏症研究經歷了非常多的死胡同，而這種全新治療方法的前景將特別受歡迎。
該方法可能會被證明是一種特別有價值的早期幹預手段。許多患者可能已經表現出認知困難，但阿爾茨海默氏症的診斷需要花很長時間來確認，這可能會導致治療拖延，因為患者通常不願意在確診之前就冒著潛在副作用的風險。（對這些患者的）任何早期幹預都必須極其謹慎，也必須非常安全，在你能想到的所有方式中，閃爍的燈光或重複的聲音是最不具有侵入性的。換言之，至少對大多數人來說是這樣，但這種刺激可能不適合癲癇患者，因為可能會導致癲癇發作。
愛爾蘭國立大學的研究者巴裡·麥克德莫特（Barry McDermott）對這類早期幹預手段同樣持樂觀態度。「沒有醫生會給你開預防性的抗阿爾茨海默症藥物，但這些方法是你可以在早期採用的，」他說，「它們是如此簡單和直接。理論上，你甚至可以在智慧型手機上安裝一款與此相關的應用。」
儘管到目前為止進展迅速，但研究者都強調還存在許多需要解答的問題。除了需要更有力的證據來證明臨床試驗的長期益處，研究者還要了解更多關於伽馬波使用的理想頻率和最佳治療時長的信息。他們指出，儘管患者似乎不太可能「過量使用」伽馬波，但過於積極應用這種技術是否會帶來任何不良影響也值得考量。
伽馬波刺激是否會提升健康人的大腦功能還有待觀察。蔡立慧教授很謹慎，她認為伽馬波對健康大腦的影響有某種臨界值；她希望伽馬波可以作為一種預防措施，在中年以後任何認知能力下降的跡象開始顯現之前，可以保護大腦的功能，「我認為這是可能的」。
儘管仍有許多問題需要解答，但蔡立慧教授已經在親自試用這樣的設備了。「我感覺很好，」她會心笑道。和所有的科學家一樣，蔡教授很清楚自己的個人經歷不應該作為確鑿的證據，但如果這項研究真的成功，那將有更多的人以類似的聲音和燈光開始新的一天，以此來保護保護自己的大腦功能。（任天）