今年3月份的時候，奇點糕給大家介紹了神秘的40Hz。這個頻率的光照和聲音可以使阿爾茲海默病（AD）小鼠的β澱粉樣蛋白減少，改善小鼠認知。
由於照著閃光燈、放著低音炮的實驗設計太過有畫面感，我們的讀者們親切地將這個實驗總結為：蹦迪治AD。
再看一眼怎麼蹦的
當時，奇點糕還特地在文末提醒大家，如果市面上有人做了個類似的產品跟你說可以治療神經退行性疾病，千萬不要信，因為研究還沒有發展到產品上市的那一步，我們連神秘40Hz保護神經元的具體機制還不知道呢~
但是，必須先讚美一下蔡教授團隊的速度，堪堪5月份，相關臨床試驗已經開始，40Hz光照保護大腦神經元的相關機制已經發表在《神經元》上了[1]。
原來，40Hz的視覺刺激提高了小鼠大腦重要區域的γ波頻率，緩解了AD小鼠的突觸功能損傷，減少了小膠質細胞的炎症反應，提高小鼠的空間學習和記憶能力。
咳咳，接下來的文章中，小鼠持續蹦迪，建議大家給自己放個歌~
又見蔡立慧教授
（圖源：MIT官網）
首先，這個γ波是大腦神經元正常工作狀態的一種傳播頻率。但是在神經退行性疾病患者的大腦中，γ波的頻率是降低的[2]。
健康人與AD患者大腦γ波比較，差異的確很明顯
（DOI：10.1038/nature20587）
在40Hz的光照視覺刺激之下，野生型小鼠的視覺皮質（A1）、體感皮質（SS1）、海馬區CA1、齒狀回（DG）、前額皮質（PFC）等區域的神經元活動顯著提高，γ波頻率也顯著增加 。
紅色表示被激活的神經元
野生型小鼠是這樣，原本註定要被AD折磨的小鼠，也可以在40Hz的神秘頻率下得到好處。
這次，研究人員使用的兩種AD小鼠模型病情都比之前兩次實驗的小鼠模型要更加嚴重，但是，40Hz光照依然顯著增強了大腦V1、CA1、PFC區域的γ波頻率，並且，這些區域的神經元數量遠高於沒有經過治療的AD小鼠，和野生型小鼠相差無幾。
同時，40Hz光照還挽救了AD小鼠減輕的腦重量和皮層厚度。
經過治療的AD小鼠神經元標誌物的表達量（綠色）顯著高於未經過治療的小鼠（紅色），與野生型小鼠基本持平
在之前的研究中，研究人員已經知道，增加的γ波誘導了小膠質細胞的形態變化和基因表達變化，提示小膠質細胞可能在治療過程中發揮了作用。這一次，研究人員專門探究了40Hz光照對小膠質細胞介導的炎症反應的影響。
干擾素應答基因CD40是神經炎症的關鍵調控因子[3]，
在AD小鼠中，小膠質細胞的CD40表達升高，而經過40Hz光照治療減少了小鼠的CD40表達，降低了小膠質細胞的炎症反應。
40Hz光照治療減少了小鼠的CD40表達
研究人員對AD小鼠的神經元基因表達做了檢測，不論小鼠接受過治療與否，都有不少基因表達發生變化，表達增加的也有，表達減少的也有。
與野生型小鼠相比，AD小鼠參與突觸功能和細胞物質轉運的基因表達減少，突觸功能減弱，細胞內運輸功能也受到抑制，最終促進了神經元的死亡 。
而接受了光照治療的小鼠，與未接受治療的AD小鼠相比，涉及突觸功能和細胞物質轉運的基因表達上升，表現出40Hz光照對突觸功能的保護作用。
當然，不止有神經元的研究，小鼠的行為研究也是必不可少的。實驗小鼠都進行了Morris水迷宮實驗，以測試它們的空間定位能力、方向感和記憶能力。結果不出所料，接受過治療的小鼠可以更加快速地記住泳池中的平臺位置。
實驗成果一覽
老實講，蔡教授對於神秘40Hz的治療效果，也是很驚訝的。“我清楚地知道我們使用了多麼嚴重的AD小鼠模型，”她說，“神經毒性蛋白在治療和沒有治療的小鼠中的表達是完全相同的，但是經過治療的小鼠卻沒有發生神經變性。”[4]
“我沒有看到過類似的狀況，這太讓人震驚了。”能讓蔡教授發出這樣的驚歎，也足以看出40Hz擁有多大的“神秘力量”了。
接下來，研究人員還想嘗試更加嚴苛的AD小鼠模型，測試治療效果。同時，用光和聲音同時進行治療的臨床試驗也已經開始。
大家放心，連載的路上，奇點糕一直在。
附上之前兩項研究的鏈接MIT神經學大牛關於阿爾茨海默病的超級顛覆研究，簡直簡直簡直逆天了丨奇點猛科技
《細胞》：膜拜大神！MIT大牛再發阿爾茨海默病顛覆性研究成果，40赫茲的聲音可消除AD小鼠大腦β澱粉樣蛋白，改善認知丨科學大發現
奇點糕還特地把之前蔡教授團隊光照研究的視頻發到了瞬間（對瞬間可以發視頻了）
參考文獻：
[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
本文作者 | 王雪寧
閱讀更多 奇點網 的文章
