刺激腦波可能改善阿茲海默症

大腦裡有各種腦波，其中的 γ oscillations (30-90 Hz) 和認知功能有關，被認為是發生在抑制型(inhibitory)腦神經細胞 -- 中介神經元(interneurons)，在精神專注的時候出現。2016 年時 MIT 的研究團隊發現腦部的 γ oscillations在一些神經性疾病發生前會出現變化，例如在阿茲海默症的基轉老鼠(5XFAD)中，γ oscillation 在認知能力衰退前或是 plaques 出現前會降低，而當研究人員用 40Hz 頻率的閃光刺激其中一種腦神經細胞(interneurons)後，老鼠腦中的 Aβ 堆積降低了。


Figure / Specific brainwaves with their characteristics (Marzbani et al, Basic Clin Neurosci 2016; doi: 10.15412/J.BCN.03070208)

這些 AD 基轉老鼠在三個月大的時候，腦部海馬迴(hippocampus)的 Aβ 邊開始增加，並且出現學習力和記憶力上的障礙。另外，γ oscilliations 會在海馬迴的 CA1 區裡出現，且是在當老鼠跑步、θ oscillations (4-12 Hz) 出現的時候，和靜止時、SWRs (sharp-wave ripples, 150-250 Hz) 發生的時候，AD 基轉老鼠的 γ 則在 SWR 時期比正常老鼠低。而在用光刺激 γ oscillations，使其恢復正常後，海馬迴裡的 Aβ 和 p-tau 便降低了。

因為用光刺激能夠觸及的範圍只有視覺的區域，於是他們在後來的實驗裡，以每天一小時的頻率，同樣以 40 Hz 的頻率用聲音去刺激大腦，結果顯示大腦的聽覺區 AC (auditory cortex)，還有內側前額葉皮質(medial prefontal cortex, mPFC) 和海馬迴的 CA1 裡的 Aβ 和 tau 都降低了，並且在學習力和記憶力的測試裡的表現也比較好。另外，同時用光和聲音去刺激的效果比單用光或聲音去刺激的效果好。

ps. 在看這篇新聞的時候，看著看著看到了通訊作者 -- Li-Huei Tsai，跟著唸了一下覺得這個名字好像在哪聽過，孤狗了之後才發現原來是中研院院士蔡立慧，之前中研院院長候選人之一啊啊啊。



Articles:

MIT News / Brain wave stimulation may improve Alzheimer’s symptoms (March 2019)

Science Alert / Scientists 'Clear' Alzheimer's Plaque From Mice Using Only Light And Sound (March 2019)

Nature / How flashing lights and pink noise might banish Alzheimer’s, improve memory and more (Feb 2018)


Papers:

HF Iaccarino et al, Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia. Nature (2016)

AJ Martorell et al, Multi-sensory Gamma Stimulation Ameliorates Alzheimer’s-Associated Pathology and Improves Cognition. Cell (2019)