Die Lichttherapie ist vielversprechend als nichtinvasive Behandlung von Alzheimer

Veränderungen der Gehirnwellen, die Gamma-Oszillationen genannt werden, wurden bei verschiedenen Gehirnerkrankungen beobachtet, einschließlich bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit. Nun schlägt eine Studie an Mäusen eine Art von Lichttherapie vor - bei der flackerndes Licht in die Augen scheint und Gamma-Oszillationen im Gehirn induziert - eine nichtinvasive Behandlung für die Alzheimer-Krankheit bieten könnte.
Forscher schlagen vor, Lichttherapie könnte verwendet werden, um Beta-Amyloid-Plaques bei Patienten mit Alzheimer zu reduzieren.

Die Forscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge berichten über ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Natur.

Eines der Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit ist die Bildung von fehlerhaften Proteinablagerungen, die als Beta-Amyloid-Plaques bezeichnet werden, von denen angenommen wird, dass sie für Gehirnzellen toxisch sind und die normale Gehirnfunktion stören.

Frühere Forschungen haben auch gezeigt, dass Menschen mit Alzheimer-Krankheit Gammaschwankungen beeinträchtigt haben. Diese Gehirnwellen - im Bereich von 25-80 Hertz oder Zyklen pro Sekunde - werden für das normale Funktionieren von Prozessen wie Gedächtnis, Wahrnehmung und Aufmerksamkeit als notwendig erachtet.

In der neuen Studie fanden die MIT-Forscher heraus, dass gentechnisch veränderte Mäuse zur Entwicklung von Alzheimer reduzierte Gammaschwankungen im Gehirn vor der Bildung von Beta-Amyloid-Plaques und einen Rückgang der Lern-und Gedächtnisfähigkeiten für die Lösung eines Irrgartens gezeigt.

Senior-Autor Li-Huei Tsai, ein Professor für Neurowissenschaften, und Kollegen zeigen, dass die Induktion von Gamma-Oszillationen mit einem Licht-flackernden Regime Gehirn Ebenen von Beta-Amyloid in vor Plaque, jüngere Mäuse und führt zu weniger Plaqueablagerungen in älteren Mäuse.

Prof. Tsai sagt, mehr Forschung muss getan werden, bevor wir sagen können, ob die Therapie für menschliche Patienten mit Alzheimer-Krankheit funktioniert. Sie erklärt:

"Es ist ein großes 'wenn', 'weil so viele Dinge in Mäusen funktionieren, nur um bei Menschen zu versagen. Aber wenn sich Menschen als Reaktion auf diese Behandlung ähnlich wie Mäuse verhalten, würde ich sagen, das Potenzial ist einfach enorm, weil es ist so nichtinvasiv und es ist so zugänglich. "

Gamma-Oszillationen reduzierten das Beta-Amyloid im Hippocampus

Die Alzheimer-Krankheit ist eine fortschreitende, irreversible Gehirnerkrankung, die Denk- und Erinnerungsvermögen zerstört und Menschen ihrer Fähigkeit beraubt, ein unabhängiges Leben zu führen und sich selbst zu versorgen.

• Schätzungsweise 5,4 Millionen Amerikaner leben mit Alzheimer
• Es ist die einzige Krankheit in den Top-10-Todesursachen in den Vereinigten Staaten, die nicht verhindert, geheilt oder verlangsamt werden kann
• Fast 1 in 5 Medicare-Dollars werden für Alzheimer und andere Demenzen ausgegeben.

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Schätzungen zufolge leben weltweit 47 Millionen Menschen mit Demenz, wobei Alzheimer die häufigste Ursache ist. Diese Zahl soll 2050 132 Millionen erreichen.

Während die genauen Ursachen von Alzheimer unbekannt sind, wissen Wissenschaftler, dass von der Krankheit betroffene Menschen komplexe, toxische Veränderungen des Gehirns - wie die Bildung von Beta-Amyloid-Plaques - erfahren, die ein Jahrzehnt oder mehr beginnen können, bevor Probleme mit Gedächtnis und Denken auftauchen.

Für die Studie induzierten die Forscher Gamma-Oszillationen bei 40 Hertz im Hippocampus - einer Gehirnregion, die für die Bildung und Gewinnung von Erinnerungen wichtig ist. Sie verwendeten einen Ansatz, der Optogenetik genannt wurde, um eine Gruppe von Zellen, die sogenannten Interneuronen, zu stimulieren, die die Gammaaktivität von miteinander kommunizierenden Gehirnzellen synchronisieren.

Nach einer Stunde Stimulation bei 40 Hertz fanden die Forscher heraus, dass die Beta-Amyloid-Proteine ??im Hippocampus um 40-50 Prozent abnahmen. Bei anderen Frequenzen, die sie versuchten, passierte das nicht.

Die Forscher bauten dann ein Gerät, das aus einem LED-Streifen besteht, der so programmiert werden kann, dass er bei verschiedenen Frequenzen flackert und Gamma-Oszillationen im Gehirn induzieren kann, wenn er in die Augen scheint.

Sie fanden heraus, dass eine einstündige Exposition gegenüber Lichtflackern bei 40 Hertz Gammaschwankungen und halbierte Beta-Amyloid-Spiegel im visuellen Kortex von Mäusen in den frühen Stadien der Alzheimer-Krankheit hervorrief. Die Beta-Amyloid-Proteine ??stiegen jedoch innerhalb von 24 Stunden wieder auf ihr ursprüngliches Niveau an.

Gamma-Oszillationen verstärken die Clearance durch Mikroglia-Zellen

In weiteren Tests mit längerer Exposition bei Mäusen in fortgeschritteneren Stadien der Alzheimer-Krankheit fanden die Forscher deutlich reduzierte Beta-Amyloid-Spiegel und Plaqueablagerungen.

Sie untersuchen derzeit, wie lange diese Effekte andauern und ob sie auch Gamma-Oszillationen jenseits des visuellen Kortex auslösen können.

Die Forscher fanden auch heraus, dass Gamma-Oszillationen ein weiteres Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit reduzieren - anomale Tau-Proteine, die sich im Gehirn verwickeln.

Schließlich zeigte das Team auch, dass Gamma-Oszillationen die Fähigkeit des Gehirns verbessern, fehlerhafte Proteine ??zu beseitigen. Dieser Job wird normalerweise von Immunzellen namens Mikroglia durchgeführt, sagt Prof. Tsai. "Sie nehmen giftige Materialien und Zelltrümmer auf, säubern die Umwelt und halten Neuronen gesund."

Bei Patienten mit Alzheimer-Krankheit werden Mikroglia-Zellen entzündlich und sezernieren Chemikalien, die für Gehirnzellen toxisch sind. Als sie jedoch die Gamma-Oszillationen bei den Mäusen erhöhten, fanden die Forscher heraus, dass ihre Mikroglia-Zellen sich in ihrer Form verändert hatten und aktiv bei der Beseitigung von Beta-Amyloid-Proteinen waren.

Prof. Tsai sagt, es sieht so aus, als würde die Verstärkung von Gamma-Oszillationen auf zwei Arten wirken: Es reduziert die Produktion von Beta-Amyloid und es erhöht auch ihre Clearance durch Mikroglia-Zellen.

"Diese wichtige Ankündigung könnte einen Durchbruch für das Verständnis und die Behandlung der Alzheimer-Krankheit bedeuten, einer schrecklichen Krankheit, von der Millionen Menschen und ihre Familien in der ganzen Welt betroffen sind."

Michael Sipser, Dekan der MIT School of Science

Das folgende Video von MIT fasst die Forschung und ihre Auswirkungen zusammen:

Entdecken Sie, wie der Knochenabbau mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht werden kann.

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