麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，利用觸覺(jué)刺激40赫茲伽馬頻率的大腦節(jié)奏的感官刺激可以緩解阿爾茨海默病的病理和癥狀。這項(xiàng)研究建立在涉及光和聲音的早期工作基礎(chǔ)上，表明每天暴露在40赫茲振動(dòng)下可以改善小鼠的大腦健康和運(yùn)動(dòng)功能，并減少阿爾茨海默病的關(guān)鍵標(biāo)志物。這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了伽馬頻率刺激作為阿爾茨海默病的一種新的治療方法的潛力。

有證據(jù)表明，對(duì)40赫茲伽馬頻率的大腦節(jié)奏進(jìn)行非侵入性感官刺激可以減少阿爾茨海默病的病理和癥狀，多個(gè)研究小組已經(jīng)在小鼠和人類身上證明了這一點(diǎn)，現(xiàn)在又?jǐn)U展到了觸覺(jué)刺激。麻省理工學(xué)院科學(xué)家的一項(xiàng)新研究顯示，阿爾茨海默氏癥模型小鼠每天接觸40赫茲振動(dòng)一小時(shí)，持續(xù)數(shù)周，與未接受治療的對(duì)照組相比，大腦健康和運(yùn)動(dòng)功能得到改善。

麻省理工學(xué)院的研究小組并不是第一個(gè)表明伽馬頻率的觸覺(jué)刺激可以影響大腦活動(dòng)和改善運(yùn)動(dòng)功能的研究，但他們是第一個(gè)表明這種刺激還可以降低阿爾茨海默氏癥標(biāo)志性蛋白磷酸化tau的水平，使神經(jīng)元不至于死亡或失去突觸回路連接，并減少神經(jīng)DNA的損傷。

該研究的通訊作者、麻省理工學(xué)院Picower學(xué)習(xí)與記憶研究所和老齡化大腦計(jì)劃主任、腦與認(rèn)知科學(xué)系（BCS）Picower教授蔡麗慧說(shuō)："這項(xiàng)工作展示了我們可以用來(lái)增加大腦中伽馬功率的第三種感官模式。我們非常高興地看到40赫茲的觸覺(jué)刺激有利于運(yùn)動(dòng)能力，這一點(diǎn)在其他方式中還沒(méi)有顯示出來(lái)。觀察觸覺(jué)刺激是否能使運(yùn)動(dòng)功能受損的人類受試者受益，這將是非常有趣的。"

Ho-Jun Suk、Nicole Buie、Guojie Xu和Arit Banerjee是《老齡化神經(jīng)科學(xué)前沿》中這項(xiàng)研究的主要作者，麻省理工學(xué)院Y. Eva Tan神經(jīng)技術(shù)教授Ed Boyden是該論文的共同第一作者。博伊登是皮克沃研究所的附屬成員，也被任命為BCS以及生物工程系和媒體藝術(shù)與科學(xué)系、麥戈文大腦研究所和K. Lisa Yang Cener for Bionics的成員。

在2016年開(kāi)始的一系列論文中，由Tsai實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的合作已經(jīng)證明，光的閃爍和/或40赫茲的聲音刺激（這項(xiàng)技術(shù)被稱為GENUS，即使用感官刺激的伽馬調(diào)控），可以降低淀粉樣蛋白-β和tau蛋白的水平，防止神經(jīng)元死亡，保存突觸，甚至在各種阿爾茨海默病小鼠模型中維持學(xué)習(xí)和記憶。最近，在試點(diǎn)臨床研究中，該團(tuán)隊(duì)表明，40赫茲的光和聲刺激是安全的，并成功地增加了大腦活動(dòng)和連接性，并似乎在一小批患有早期阿爾茨海默病的人類志愿者中產(chǎn)生了明顯的臨床效益。其他小組已經(jīng)復(fù)制并證實(shí)了40赫茲感官刺激的健康益處，麻省理工學(xué)院的一家衍生公司Cognito Therapeutics已經(jīng)啟動(dòng)了光和聲刺激作為阿爾茨海默氏癥治療的第三階段臨床試驗(yàn)。

這項(xiàng)新研究測(cè)試了全身40赫茲觸覺(jué)刺激是否在兩種常用的阿爾茨海默氏癥神經(jīng)變性小鼠模型中產(chǎn)生了有意義的益處，即Tau P301S小鼠和CK-p25小鼠，前者再現(xiàn)了該疾病的tau病理學(xué)，后者再現(xiàn)了人類疾病中的突觸損失和DNA損傷。研究小組重點(diǎn)分析了大腦的兩個(gè)區(qū)域：處理觸覺(jué)的初級(jí)體感皮層（SSp），以及大腦產(chǎn)生身體運(yùn)動(dòng)指令的初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層（MOp）。

為了產(chǎn)生振動(dòng)刺激，研究人員將小鼠籠子放在播放40赫茲聲音的揚(yáng)聲器上，使籠子振動(dòng)。未受刺激的對(duì)照組小鼠被關(guān)在同一房間的籠子里，這樣所有的小鼠都能聽(tīng)到相同的40赫茲聲音。因此，在受刺激小鼠和對(duì)照小鼠之間測(cè)得的差異是通過(guò)增加觸覺(jué)刺激來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

首先，研究人員證實(shí)，40赫茲的振動(dòng)使健康（即非阿爾茨海默氏癥）小鼠的大腦神經(jīng)活動(dòng)發(fā)生了變化。通過(guò)c-fos蛋白的表達(dá)來(lái)衡量，SSp的活動(dòng)增加了2倍，MOp的活動(dòng)增加了3倍多，后者的增加具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

研究人員知道40赫茲的觸覺(jué)刺激可以增加神經(jīng)活動(dòng)后，他們?cè)u(píng)估了這兩種小鼠模型對(duì)疾病的影響。為了確保男女都有代表，研究小組使用了雄性P301S小鼠和雌性CK-p25小鼠。

與未受刺激的對(duì)照組相比，受刺激三周的P301S小鼠在兩個(gè)腦區(qū)都顯示出神經(jīng)元的顯著保留。受刺激的小鼠還顯示出SSp中tau的兩項(xiàng)指標(biāo)明顯減少，并在MOp中表現(xiàn)出類似的趨勢(shì)。

CK-p25小鼠接受了六周的振動(dòng)刺激。與未受振動(dòng)的對(duì)照組小鼠相比，這些小鼠在兩個(gè)腦區(qū)都顯示出較高的突觸蛋白標(biāo)記物水平。他們還顯示出DNA損傷水平的降低。

最后，研究小組評(píng)估了接觸振動(dòng)的小鼠與未接觸的小鼠的運(yùn)動(dòng)能力。他們發(fā)現(xiàn)，兩種小鼠模型都能夠在一個(gè)旋轉(zhuǎn)桿上停留的時(shí)間明顯更長(zhǎng)。P301S小鼠掛在鐵絲網(wǎng)上的時(shí)間也明顯長(zhǎng)于對(duì)照組小鼠，而CK-p25小鼠顯示了一個(gè)積極的趨勢(shì)，盡管并不顯著。

作者總結(jié)說(shuō)："目前的研究以及我們以前使用視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)GENUS的研究表明，有可能使用非侵入性的感官刺激作為一種新的治療策略，以改善神經(jīng)退行性疾病的病理狀況并提高行為表現(xiàn)，"。