Два клинических исследования на ранней стадии, проверяющих безопасность и эффективность сенсорной стимуляции частотой 40 Гц для лечения болезни Альцгеймера, показали, что потенциальная терапия хорошо переносилась, не вызывала серьезных побочных эффектов и была связана с некоторыми значительными неврологическими и поведенческими преимуществами среди небольшой группы участников.

"В этих клинических исследованиях мы были рады видеть, что добровольцы не испытывали никаких проблем с безопасностью и постоянно использовали наши экспериментальные световые и звуковые устройства в своих домах", - сказал Ли-Хуэй Цай, профессор Picower в Институте обучения и памяти Picower в Массачусетском технологическом институте и старший автор статьи, описывающей исследования. в PLOS ONE 1 декабря. "Хотя мы также воодушевлены тем, что видим некоторые значительные положительные эффекты на мозг и поведение, мы интерпретируем их осторожно, учитывая небольшой размер выборки и кратковременность нашего исследования. Эти результаты не являются достаточным доказательством эффективности, но мы считаем, что они явно поддерживают продолжение более обширного исследования сенсорной стимуляции частотой 40 Гц в качестве потенциального неинвазивного метода лечения болезни Альцгеймера".

В трех исследованиях, охватывающих 2016-2019 годы, лаборатория Цая обнаружила, что воздействие на мышей мерцания света или звуковых щелчков с частотой мозгового ритма в гамма-диапазоне 40 Гц — или совместное использование света и звука — дало широкий положительный эффект. Обработанные мыши, моделирующие патологию болезни Альцгеймера, испытали улучшения в обучении и памяти; уменьшилась атрофия мозга, потеря нейронов и синапсов; и показали более низкие уровни характерных белков болезни Альцгеймера бета-амилоида и фосфорилированного тау по сравнению с необработанными контрольными группами. Стимуляция, по-видимому, вызывает эти эффекты за счет увеличения мощности и синхронности мозгового ритма частотой 40 Гц, который, как показали лабораторные исследования, глубоко влияет на активность нескольких типов клеток головного мозга, включая сосудистую сеть мозга.

Учебные проекты

Основываясь на этих обнадеживающих результатах, Диана Чан, невролог из Массачусетской больницы общего профиля и научный сотрудник лаборатории Цая, возглавила два новых клинических исследования в Массачусетском технологическом институте. В одном наборе тестов, исследовании "Фаза 1", приняли участие 43 добровольца разного возраста, включая 16 человек с ранней стадией болезни Альцгеймера, чтобы подтвердить, что воздействие света и звука частотой 40 Гц было безопасным, и проверить, усиливается ли ритм и синхронность частотой 40 Гц после нескольких минут воздействия, измеренных с помощью электродов ЭЭГ. В исследование также были включены два пациента с эпилепсией из Университета Айовы, которые согласились на проведение измерений в более глубоких структурах мозга во время воздействия сенсорной стимуляции частотой 40 Гц во время операции, связанной с эпилепсией.

Второй набор тестов, пилотное исследование "Фаза 2А", включал 15 человек с ранней стадией болезни Альцгеймера в однослепое рандомизированное контролируемое исследование, в котором они подвергались воздействию света и звука частотой 40 Гц (или "фиктивной" стимуляции частотой не 40 Гц для экспериментального контроля) в течение часа в день в течение по крайней мере, три месяца. Они прошли базовые и последующие визиты, включая измерения ЭЭГ во время стимуляции, МРТ-сканирование объема мозга и когнитивное тестирование. Устройство для стимуляции, которое добровольцы использовали у себя дома (световая панель, синхронизированная с динамиком), было оснащено видеокамерами для мониторинга использования устройства. Участники также носили браслеты для контроля сна во время своего участия в испытании.

Испытание фазы 2A началось незадолго до начала пандемии COVID-19 в 2020 году, в результате чего некоторые участники не смогли пройти последующие обследования через три месяца. Таким образом, исследование сообщает о результатах только в течение четырехмесячного периода.

Результаты исследования

В исследовании фазы 1 добровольцы заполнили анкету о побочных эффектах, сообщив о нескольких незначительных, но не серьезных побочных эффектах. Наиболее распространенным было чувство "сонливости". Между тем, измерения, проведенные с помощью электродов ЭЭГ скальпа, сгруппированных в лобных и затылочных участках, показали значительное увеличение мощности ритма 40 Гц в каждом участке коры головного мозга у когнитивно нормальных участников младшего и старшего возраста, а также добровольцев с легкой формой болезни Альцгеймера. Показания также продемонстрировали значительное увеличение когерентности на частоте 40 Гц между двумя участками. У двух добровольцев с эпилепсией измерения показали значительное увеличение мощности на 40 Гц в более глубоких областях мозга, таких как прямая извилина, миндалевидное тело, гиппокамп и островок без побочных эффектов, включая судороги.

В исследовании фазы 2А ни пролеченные, ни контрольные добровольцы не сообщали о серьезных побочных явлениях. Обе группы использовали свои устройства в 90 процентах случаев. Восемь добровольцев, получавших стимуляцию частотой 40 Гц, испытали несколько положительных эффектов, которые достигли статистической значимости по сравнению с семью добровольцами в контрольном состоянии. У участников контрольной группы наблюдались два признака атрофии мозга, как и ожидалось при прогрессировании заболевания: уменьшение объема гиппокампа и увеличение объема открытых пространств, или желудочков. У пролеченных пациентов не наблюдалось существенных изменений в этих показателях. Пролеченные пациенты также демонстрировали лучшую связь между областями мозга, задействованными в режиме работы мозга по умолчанию, и медиальными зрительными сетями, которые связаны с познанием и визуальной обработкой соответственно. Пролеченные пациенты также демонстрировали более стабильный режим сна, чем контрольная группа.

Ни в группе лечения, ни в контрольной группах не было выявлено каких-либо различий всего через три месяца по большинству когнитивных тестов, но группа лечения показала значительно лучшие результаты в тесте ассоциации лица и имени, задаче на запоминание с сильным визуальным компонентом. Исследователи написали, что две группы, которые были равномерно подобраны по возрасту, полу, статусу гена риска APOE и когнитивным показателям, различались по годам обучения, но эта разница не имела никакого отношения к результатам.

"По прошествии такого короткого времени мы не ожидали увидеть значительного влияния на когнитивные показатели, поэтому было отрадно видеть, что, по крайней мере, по ассоциации лица и имени группа лечения показала значительно лучшие результаты", - сказал Чан.

В PLOS ONE исследователи пришли к выводу: "В целом, эти результаты свидетельствуют о том, что частота 40 Гц оказывает положительное влияние на патологию и симптомы, связанные с БА, и ее следует изучить более тщательно, чтобы оценить ее потенциал в качестве модифицирующего заболевание вмешательства при БА".

После окончания исследования всем участникам было разрешено продолжать использовать устройства, настроенные на стимуляцию частотой 40 Гц.

Команда Массачусетского технологического института в настоящее время планирует новые клинические исследования, чтобы проверить, может ли сенсорная стимуляция частотой 40 Гц быть эффективной в предотвращении развития болезни Альцгеймера у добровольцев из группы высокого риска, и запускает предварительные исследования для определения ее терапевтического потенциала при болезни Паркинсона и синдроме Дауна. Cognito Therapeutics, дочерняя компания Массачусетского технологического института, соучредителем которой является Цай и соавтор Эд Бойден, профессор нейротехнологий в Массачусетском технологическом институте, запустила 3-ю фазу испытаний сенсорной стимуляции частотой 40 Гц для лечения болезни Альцгеймера с использованием другого устройства.