Jak światło i dźwięk mogą spowolnić skutki choroby Alzheimera

Migające światło i dźwięk o właściwej częstotliwości może pobudzić mózg do usuwania szkodliwych substancji, takich jak amyloid występujący w chorobie Alzheimera – informuje „Nature”.

Nowe badania nad spowalnianiem skutków choroby Alzheimera

.Jak wykazały wcześniejsze badania, ekspozycja na światło migoczące z częstotliwością 40 razy na sekundę (40 herców) oraz dźwięk o niskiej częstotliwości (również 40 Hz) przez około godzinę dziennie daje obiecujące efekty, spowalniając pogarszanie funkcji poznawczych zarówno w przypadku myszy, jak i ludzi.

Teraz udało się wyjaśnić, że terapia światłem i dźwiękiem może usprawnić usuwanie szkodliwych substancji z mózgu. Jak się wydaje, zastosowane częstotliwości przyspieszają usuwanie beta-amyloidu i innych toksycznych białek, które przyczyniają się do problemów z pamięcią i koncentracją.

Jak działa terapia światłem i dźwiękiem

.Duże sieci komórek mózgowych w naturalny sposób synchronizują się ze sobą na różnych częstotliwościach – powstają tak zwane fale mózgowe. Fale mózgowe o częstotliwości około 40 Hz są obserwowane na przykład, gdy ludzie się koncentrują, zapamiętują albo uzyskują dostęp do wspomnień.

Wiadomo, że wizualna lub słuchowa stymulacja o określonej częstotliwości może nasilić fale mózgowe o tej samej częstotliwości. W roku 2016 roku zespół dr Li-Huei Tsai z Massachusetts Institute of Technology badał, czy stymulacja o częstotliwości 40 Hz może zwiększyć zdolności poznawcze. Jak wykazały eksperymenty na myszach, obniżyło to gromadzenie się amyloidu u gryzoni z odmianą choroby Alzheimera i przyniosło korzyści poznawcze w małych badaniach na ludziach (większe badanie jest w toku). Nie było jednak jasne, jak takie leczenie mogłoby działać.

Wyniki obecnego badania sugerują, że światło i dźwięk działają poprzez wzmocnienie funkcji układu drenażowego mózgu, znanego również jako układ glimfatyczny. Gdy zwierzęta były wystawione na działanie światła i dźwięku, miały mniej amyloidu w mózgach i mniej problemów z pamięcią.

Nowym odkryciem zespołu dr Tsai było natomiast to, że podczas leczenia większa ilość płynu mózgowo-rdzeniowego przedostawała się do mózgu i więcej płynów odpadowych opuszczało go przez naczynia glimfatyczne. Prawdopodobnie wywołane stymulacją mocniejsze pulsowanie pobliskich naczyń krwionośnych pomaga w przepychaniu płynu glimfatycznego przez naczynia.

Naukowcy wykazali również, że aktywność określonego typu komórek mózgowych, znanych jako interneurony wydaje się wyzwalać zwiększony przepływ glimfatyczny poprzez uwalnianie cząsteczki zwanej wazoaktywnym peptydem jelitowym. Po zablokowaniu wytwarzania tej cząsteczki, leczenie nie zwiększało już usuwania amyloidu.

Zdaniem dr Tsai dzięki zrozumieniu mechanizmu działania światła i dźwięku w przyszłości prawdopodobnie uda się opracować jeszcze skuteczniejsze rozwiązania.

Mózg można rozwijać przez całe życie

.Badania, które odkryły nowe aspekty mózgu, za które odpowiedzialne są fale mózgowe to tylko jedno z wielu badań, jakie obecnie przeprowadza się, by lepiej zrozumieć ludzki umysł. Jednym z ważnych sukcesów w tej dziedzinie jest odkrycie tego, że ludzki mózg może być trenowany i rozwijany także u osób starszych.

Na łamach Wszystko co Najważniejsze pisze o tym Alice LATIMIER, doktorantka specjalizująca się w nauce o mózgu, która w swoim artykule zaznacza, że uczenie się jest, w rzeczywistości, czynnością całego życia. Od najmłodszych lat nasz mózg mobilizuje znaczną część swoich funkcji (skupienie, pamięć, widzenie, słyszenie, motoryka…) po to, abyśmy mogli nabywać nową wiedzę i nowe umiejętności.

Autorka zadaje pytanie, jakie mechanizmy pozwalają nam się uczyć? I jak się one zmieniają wraz z upływem lat?

„Uczenie się jest dynamicznym procesem poznawczym, który przebiega w dwóch etapach: najpierw następuje pozyskanie nowej informacji, a później, jej zmagazynowanie w pamięci. Proces ten zostawia pewnego rodzaju odcisk w naszym mózgu, jako ślad po przeżytym doświadczeniu. A dokładniej, neurony, które uczestniczą w tym doświadczeniu i pozyskaniu nowej informacji zmieniają sposób, w jaki rozmawiają ze sobą: ich połączenia (synapsy) wzmacniają się lub zanikają” – dodaje ekspert.

Co więcej, czasami zdarza się, że dynamika naszych procesów uczenia się prowadzi, po prostu, do eliminacji niepotrzebnych połączeń neuronowych, na rzecz połączeń „pożytecznych”. Mówi się obrazowo o „przycinaniu” synaps (pruning w jęz. angielskim), tak jak robi się z drzewami, które pozbawia się niepotrzebnych gałęzi. Do „przycinania” synaps dochodzi głównie w dzieciństwie oraz w czasie olbrzymiej rewolucji, jaką jest okres dojrzewania.

„Zmiany na poziomie neuronów mają związek z tym, czego się uczymy i są szczególnie intensywne w okresie dzieciństwa. Zdobywamy wtedy dużą ilość wiedzy i rozwijamy nowe kompetencje, takie jak widzenie, dotykanie, chodzenie czy mówienie. Te zdobycze odciskają piętno na całym mózgu, ponieważ uczestniczą w procesie transformacji rozmaitych sieci neuronów” – Alice LATIMIER.

Zaznacza on, że uczenie się pozostawia zatem w naszym mózgu fizyczny ślad. Ten dynamiczny mechanizm nosi nazwę neuroplastyczności bądź plastyczności mózgu. Odkrycie go przez neurobiologów pozwoliło zrozumieć podstawową rzecz: nic w naszym mózgu nie istnieje trwale.

„Gdy się uczymy, plastyczność mózgu pozwala na jego ciągłe modelowanie. Ten mechanizm jest nie tylko stosunkowo szybki, ale też odwracalny. Naukowcy odkryli bowiem, że niektóre regiony mózgu u młodych, pełnoletnich osób, wykazywały znaczne zmiany strukturalne po trzech miesiącach nauki żonglowania, w porównaniu z mózgami osób, które nie uczyły się żonglować. Te zmiany zanikały kilka tygodni po zaprzestaniu nauki. Teraz już rozumiemy, dlaczego artyści cały czas ćwiczą” – pisze Alice LATIMIER.

Autorka przypomina, że są takie okresy w życiu człowieka, które bardziej sprzyjają niektórym rodzajom uczenia się. Badania w dziedzinie psychologii rozwoju człowieka udowodniły, że w mózgu istnieją „okna czasowe”, odpowiadające okresom, w których mózg posiada szczególną zdolność pozyskiwania informacji z otoczenia. Wiele badań naukowych dotyczyło na przykład akwizycji języka ojczystego Wykazano, że istnieje okno czasowe szczególnie sprzyjające nauce mówienia. Stąd więc bierze się powszechne i niesłuszne przekonanie, że im bardziej się starzejemy, tym trudniej jest nam nauczyć się drugiego języka. Nawet jeśli faktycznie istnieje jakiś kluczowy okres na pozyskiwanie języka ojczystego, to w przypadku drugiego języka nie jest to już takie oczywiste.

„Wiele badań koncentrowało się na próbie zmierzenia wpływu starzenia się poznawczego na wydajność mózgu, wykorzystując w tym celu kombinacje różnych testów. Ich wyniki pokazują, że osoby starsze mają średnio dłuższe czasy reakcji, bardziej zawodną pamięć, zaburzoną percepcję zmysłów, oraz więcej trudności w rozwiązywaniu problemów. Te deficyty, zmierzone laboratoryjnie, powinny być przeszkodą dla osób starszych w pozyskiwaniu nowych informacji. Ale tego typu badania nie biorą pod uwagę ważnego aspektu starzenia się: tego, że wraz z akumulowaniem doświadczeń na przestrzeni całego życia, powiększa się ilość zmagazynowanych informacji w mózgu. Ludzie starsi mają dużo więcej doświadczeń, i co się z tym wiążę, dużo bardziej złożone umiejętności. I właśnie dlatego może im być trudniej pozyskiwać nowe” – opisuje ekspert.

„W każdym wieku, jeśli okoliczności na to pozwalają, i jeśli nie mamy patologii neurologicznych, uczenie się poprzez doświadczenie jest podstawową aktywnością naszego mózgu na co dzień! Nawet jeśli mechanizmy uczenia się stają się mniej wydajne wraz z wiekiem, jeśli chodzi o szybkość pozyskiwania nowych umiejętności, neuroplastyczność to proces trwający przez całe życie. Należy tylko mieć aktywny i otwarty na nowe doświadczenia umysł. W przeciwieństwie do tego, co przez całe lata sądziła nauka, nie jesteśmy zamknięci w czymś na kształt determinizmu biologicznego, który pozwalałby nam uczyć się tylko do osiągnięcia przez nas jakiegoś konkretnego wieku” – podsumowuje Alice LATIMIER.

PAP/Paweł Wernicki/Wszystko co Najważniejsze/JT

Materiał chroniony prawem autorskim. Dalsze rozpowszechnianie wyłącznie za zgodą wydawcy. 2 marca 2024