孙学军
美国计划开展声光刺激治疗老年性痴呆临床 精选
2019-5-11 09:05
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2017年《自然》杂志曾经发表一篇麻省理工学院神经科学家华人学者蔡立慧教授的研究论文,证明采用简单40赫兹闪光刺激视网膜,可以治疗阿尔茨海默病。2019年蔡立慧教授团队在《细胞》发表论文,证明不仅用光,使用40赫兹的声音刺激听觉,而且联合光声能产生更好的效果,由于这些方法的非创伤性,使这种方法的应用前景巨大,值得大家关注。最近这个团队再次对这一现象进行深入研究,发现这种刺激治疗效果好的让人吃惊,且发现这种治疗可能是因为缓解了大脑内炎症反应。我认为这仍然是现象层面的研究,并没有在分子机制上说清楚这个现象。据说已经开展了临床研究,这也一方面说明该团队对这种治疗方法的有效性足够的认可。但临床应该只需要考虑效果和安全性,对这种方法的本质机制并不是那么认真。

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从学术角度,探讨这种现象背后的基础仍然是非常必要的。有几个问题提出来,也许有抛砖引玉的作用。

一是关于40赫兹刺激的问题,有效是一个问题,但该团队选择这个刺激的基础是根据伽马波20-90赫兹的现象,从外周听觉视觉信号中寻找接近的频率,结果发现听觉和视觉40赫兹都是比较理想的刺激。外周声光刺激进入大脑,都需要经过神经纤维的传递,神经传递和电线的最大区别是,电线是导线,神经纤维是一个一个的电池,通过每次充电放电传递信号,导线是点对点传递,神经电信号需要许多的冲电放电过程,表现为动作电位,电线没有不应期,但动作电位存在不应期,必须是按照频率传递,这个传递频率有一个最大值,大概就是40赫兹。也就是说动作电位的最大频率是40赫兹左右,这决定了只有这样的刺激才是最有效传递进入中枢的刺激。

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二是这个频率本身。这也是非常重要的,就是要让大脑内的神经元震荡频率发生共振,其实就是让足够多的神经元兴奋起来。神经发育学中有一个很重要的信息是,神经元是高度进化的生存能力比较差的细胞,神经元存活下来需要两个最基本的信号,一是电信号刺激,一是化学生存信号如生长因子。普通信号只需要化学信号就可以。需要两个信号有一个非常重要的作用,大脑在出生的时候有非常多神经细胞,但这些神经细胞没有和其他细胞建立有效联系,因为细胞活下来必须有电信号这个特点决定了活下来的神经元都是和其他神经元有信号联系的,这正是大脑结构形成的基础。但是神经元的这个特点在众生都存在,所以如果神经元日后没有获得足够刺激,仍然有死亡的风险。这种现象的典型表现就是神经元的逆行性溃变,就是失去了神经传递的神经细胞会发生凋亡。所以,刺激本身成为挽救神经元存活的信号是可以理解的。不是说听音乐、跳舞、玩游戏和打麻将都能预防老年性痴呆可能就是这个道理。

三是关于刺激类型。按照刺激强度来考虑,视觉40赫兹的改变容易理解,因为没有考虑光线本身的光波频率。但是声音的频率就完全不同了,因为40赫兹是一种声音频率,对声音的刺激只是一个音调。我认为更理想的是所有的听阈内声音,进行40赫兹中断/刺激,而不是40赫兹声音。这是完全不同的概念。其他的如直流电刺激和温热刺激,也许可以模拟这个40赫兹的刺激中断,当然如何使用需要进行摸索。

声音刺激也应该对不同颜色的光进行比较,对明暗刺激进行研究,这可能区分出那种视觉细胞产生的治疗效果最理想,这对将来的治疗方法的选择十分有必要。人体试验中,可以利用某些人是色盲,进行安慰剂对照研究,将可获得非常宝贵的数据。如果发现某些人对红色色盲,但仍然不影响治疗效果,这将给视觉心理学研究提供重要参考数据。


[1] Chinnakkaruppan A, Steven J. M, Asaf M, et al. Gamma Entrainment Binds Higher-Order Brain Regions and Offers Neuroprotection[J]. Neuro, 2019.DOI:10.1016/j.neuron.2019.04.011

[2] Guillon J, Attal Y, Colliot O, et al. Loss of brain inter-frequency hubs in Alzheimer's disease[J]. Scientific Reports, 2017, 7(1).DOI:10.1038/s41598-017-07846-w

[3] Benveniste E N, Nguyen V T, Wesemann D R, et al. Molecular regulation of CD40 gene expression in macrophages and microglia[J]. Brain Behavior and Immunity, 2004, 18(1): 7-12.

[4] http://news.mit.edu/2019/why-visual-stimulation-alzheimers-0507


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