Jeden Morgen meditiert Li-Hui Tsai vor einem flackernden Bildschirm. Synchron mit den Lichtblitzen sind scharfe Geräusche zu hören, die etwas an die Klicks der Kastagnetten eines Flamencotänzers erinnern, nur viel lauter. Der Rhythmus hier ist jedoch nicht zum Spaß.
Die Kombination aus flackerndem Licht und Klickgeräuschen hilft dabei, elektrische Prozesse im Gehirn zu synchronisieren, die als Gammawellen bekannt sind.
Für die Uneingeweihten scheint diese Klang- und Lichtbehandlung eine neue Modeerscheinung für Wellnessfans zu sein. Tsai ist ein Neurophysiologe vom Massachusetts Institute of Technology (Cambridge, USA). Und sie hat Beweise dafür, dass dieses Verfahren die Entwicklung der Alzheimer-Krankheit verhindern kann.
Die Forschung von Li-Hui Tsai ist ein radikal neuer Ansatz zur Vorbeugung und Behandlung der häufigsten Form seniler Demenz.
Heute leiden weltweit etwa 50 Millionen Menschen an Demenz - und diese Zahl wird sich voraussichtlich bis 2050 verdreifachen.
Aus neurologischer Sicht (gemäß der vorherrschenden Hypothese - Hrsg.) Ist die mit Alzheimer verbundene Hauptveränderung die Akkumulation von toxischem Protein im Gehirn (Amyloid-Plaques) und die Bildung von Tau-Protein-Akkumulationen innerhalb von Neuronen.
Infolgedessen scheinen beide Prozesse in unseren Neuronen und ihren Synapsen (den Kontaktpunkten zwischen zwei Neuronen, die es ihnen ermöglichen, "zu sprechen") Chaos zu verursachen.
Kein Wunder also, dass sich in den letzten drei Jahrzehnten ein Großteil der Alzheimer-Forschung darauf konzentriert hat, ein Heilmittel zur Entfernung dieser Plaques zu finden - und dennoch warten wir auf einen Durchbruch.
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Und jetzt deuten eine Reihe neuer Studien darauf hin, dass die Antwort möglicherweise nicht chemisch, sondern elektrisch ist.
Und alles hängt von den Gammarhythmen ab, die eine Art Reinigungsoperation im Gehirn auslösen und Giftstoffe entfernen, bevor sie Schaden anrichten.
Heilung von Gehirnwellen
Im Alltag verwenden wir oft das Wort "Morgengrauen", wenn es um einen plötzlichen Inspirationsschub geht. In der Neurophysiologie dämmern uns spezielle Wellen im Gehirn, ein rhythmisches Muster elektrischer Aktivität, das von Gruppen von Neuronen im gesamten Gehirn mit einer bestimmten Frequenz erzeugt wird.
Ebenso wie Radio- oder Fernsehsender ihr Signal auf einer bestimmten Wellenlänge übertragen, scheinen unterschiedliche Frequenzen von Gehirnwellen mit sehr spezifischen neurologischen Funktionen in Beziehung zu stehen.
Gammawellen schwingen etwa 30 bis 100 Mal pro Sekunde und können normalerweise gesehen werden, wenn wir uns auf etwas konzentrieren oder versuchen, uns an etwas zu erinnern.
In einigen sehr interessanten Studien der frühen 2000er Jahre wurde gezeigt, dass Patienten mit Alzheimer besonders schwach sind, insbesondere Gammawellen, die schnellsten Gehirnrhythmen (im Vergleich zu gesunden Menschen ohne Anzeichen einer Abnahme der geistigen Fähigkeiten), was auf eine Verletzung dieser hindeutet Rhythmen können an der Krankheit beteiligt sein.
Es war jedoch nicht klar, ob dies nur eine weitere Folge der bereits einsetzenden allgemeinen Neurodegeneration oder möglicherweise ihrer Ursache war. Und ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Tsai beschloss, es herauszufinden.
Um ihre Hypothese im Prinzip zu beweisen, griffen sie zunächst auf eine als Optogenetik bekannte Technik zurück, bei der die Neuronen einer Labormaus genetisch verändert werden, um auf Licht einer bestimmten Farbe zu reagieren.
Durch Platzieren einer winzigen Lichtquelle im Schädel eines Tieres können Wissenschaftler Gammawellen mit sehr hoher Präzision stimulieren und die Auswirkungen beobachten.
Das Gehirn bewachen
Und was sie sahen, war unglaublich. Es gab nicht nur eine signifikante Reduktion der Amyloid-Plaques. Die Forscher entdeckten den Mechanismus ihrer Entstehung.
Besonders interessant war die Wirkung auf die Mikroglia des Gehirns (Makrophagenzellen, eine Art Rettungsteam, Leibwächter unseres Gehirns, die sich um seine Gesundheit kümmern).
"Sie sind wie Immunüberwachung", erklärt Tsai. "Sie überwachen die Umwelt und können Krankheitserreger, Giftmüll und Fremdstoffe entfernen."
Frühere Studien haben gezeigt, dass Mikroglia bei Alzheimer-Patienten häufig nicht in der Lage sind, ihre Aufgaben ordnungsgemäß zu erfüllen. Es scheint jedoch, dass Gammawellen Makrophagenzellen wecken können, was zu einer Verringerung der Anzahl von Amyloid-Plaques und Tau-Protein-Klumpen führt.
Darüber hinaus kommt der Effekt der Verwendung von Gammawellen sehr schnell. Nur eine Stunde Stimulation reichte aus, um die Mikroglia zu aktivieren und die Anzahl der Amyloid-Plaques spürbar zu verringern.
Dieser Effekt von Gammawellen auf Makrophagenzellen stellt einen großen Fortschritt in unserem Verständnis der Alzheimer-Krankheit (und der Funktion von Gammawellen) dar, sagte Tsai.
Die optogenetische Stimulation ist jedoch ein Verfahren, das beim Menschen nicht einfach anzuwenden ist. Im nächsten Schritt versuchte Tsai zu testen, ob weniger invasive Formen der Gehirnwellensynchronisation funktionieren würden.
In einem Experiment beleuchteten Wissenschaftler Mäuse eine Stunde lang jeden Tag mit flackerndem Licht bei einer Frequenz von 40 Hz, während in anderen Experimenten Tiere bei dieser Frequenz schnelle Klickgeräusche hörten.
Und in jedem Fall gab es eine Synchronisation. Makrophagenzellen arbeiteten aktiver, der Gehalt an toxischen Proteinen nahm ab.
Es ist auch wichtig, dass all dies das Verhalten der Mäuse beeinflusst. Diejenigen, die eine Stimulation erhielten, fanden schneller einen Weg aus dem Labyrinth und erinnerten sich besser daran - im Gegensatz zu denen, die ohne Stimulation alt wurden.
Vorteilhafte Schwingungen
Aber werden Wissenschaftler in der Lage sein, diese Ergebnisse bei echten Alzheimer-Patienten zu wiederholen?
Tsai beginnt nun mit klinischen Studien, um die langfristigen Vorteile der Gammawellenstimulation für den Menschen zu untersuchen.
Eine andere Studie hat jedoch bereits einige ermutigende Beweise dafür gefunden, dass eine solche Stimulation zu einer Verbesserung der kognitiven Leistung führt.
Die von Amy Clements-Cortez von der University of Toronto, Kanada, geleitete Studie verwendete sowohl taktile als auch auditive Stimulation. Teilnehmer mit Diagnosen verschiedener Stadien der Alzheimer-Krankheit saßen auf einem Stuhl mit sechs Lautsprechern, die bei der Frequenz der Gammawellen leise Töne ausstrahlten.
Laut Clements-Cortez erinnerte es an einen Subwoofer (Niederfrequenzlautsprecher), wodurch die Teilnehmer eine leichte Vibration in ihrem Körper spürten.
Nach sechs 30-minütigen Sitzungen zeigten die Patienten Verbesserungen bei Standardtests für verschiedene kognitive Fähigkeiten, einschließlich mentaler Zählung und Kurzzeitgedächtnis.
Dies war besonders überraschend, wenn man bedenkt, wie kurz das Stimulationsintervall war, bemerkt Clements-Cortez.
Sie hat auch Zeugnis von einem anderen Patienten mit leichten Anzeichen von Demenz, der seit drei Jahren ein ähnliches Gerät zu Hause verwendet. "Drei Jahre später besuchten wir sie", sagt Clements-Cortes. "Ihre geistigen Fähigkeiten haben sich nicht verschlechtert, sie sind ungefähr gleich geblieben."
Es ist klar, dass mit größeren Stichproben viel mehr Daten gesammelt werden müssen, aber die ersten Ergebnisse sind laut Clements-Cortes "unglaublich inspirierend".
Es ist möglich, dass Patienten diese Art der Therapie einfach durch Fernsehen oder Radio erhalten können, sagt sie.
Nach so vielen Jahren erfolgloser Versuche, ein Heilmittel für Alzheimer zu finden, ist am Ende des Tunnels endlich ein Licht aufgegangen?
Es scheint, dass die neue Methode für eine frühzeitige Intervention im Verlauf der Krankheit besonders wertvoll sein kann.
Martin O'Halloran von der National University of Ireland weist darauf hin, dass Patienten zwar möglicherweise kognitive Schwierigkeiten haben, die Bestätigung der Alzheimer-Diagnose jedoch lange dauert. Dies verzögert den Beginn der Behandlung, da Ärzte nicht bereit sind, Nebenwirkungen zu riskieren, bis sie sich der Diagnose sicher sind. …
"Jede frühzeitige Intervention für diese Patienten sollte so nicht-invasiv und sicher wie möglich sein", sagt er. "Einschließlich der Verwendung von flackerndem Licht oder der Wiederholung von Ton." (Für Patienten mit Epilepsie ist dies nicht geeignet, da eine Stimulation einen Anfall auslösen kann.)
Barry McDermott, ein Forscher an der National University of Ireland, ist ebenfalls optimistisch über die Ergebnisse.
"Kein Arzt wird Alzheimer-Medikamente zur Vorbeugung verschreiben, aber diese Methode können Sie im Voraus anwenden", stellt er fest. - Es ist so einfach und leicht. Theoretisch könnten Sie sogar eine solche App auf Ihrem Smartphone haben. “
Trotz der raschen Fortschritte in der Forschung betonen sowohl O'Halloran als auch McDermott, die kürzlich das Potenzial der Technologie für das Journal of Alzheimer Disease Research überprüft haben, dass noch viele Fragen zu beantworten sind.
Neben der Notwendigkeit, eine ernsthaftere Bestätigung der langfristigen Nützlichkeit der Methode in klinischen Studien zu erhalten, ist es auch erforderlich zu verstehen, welche Frequenz von Gammawellen für die Verwendung ideal ist und welche die optimale Verwendungsdauer ist.
Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass Sie eine Überdosis Gammawellen bekommen, ist es hilfreich zu sehen, ob eine übermäßige Begeisterung für die Methode Nebenwirkungen hervorruft, betonen die irischen Wissenschaftler.
Darüber hinaus bleibt abzuwarten, ob die Stimulation von Gammawellen die geistige Leistungsfähigkeit gesunder Menschen verbessert.
Tsai ist hier vorsichtig: Sie glaubt, dass es eine gewisse Grenze gibt, was Gammawellen für ein gesundes Gehirn tun können.
Sie hofft jedoch, dass die Methode als vorbeugende Maßnahme nützlich sein kann, nachdem eine Person das mittlere Alter überschritten hat - um das Gehirn normal funktionieren zu lassen, bevor die ersten Anzeichen eines geistigen Niedergangs auftreten. "Ich denke, es ist möglich", sagt sie.
Trotz vieler Fragen, die noch beantwortet werden müssen, testet Tsai das Gerät bereits an sich. "Und ich fühle mich großartig", sagt sie mit einem schlauen Lächeln.
Wie jeder Wissenschaftler versteht Li-Hui Tsai, dass ihre persönlichen Erfahrungen nicht als schlüssiger Beweis angesehen werden können. Wenn jedoch die Ergebnisse ihrer Forschung bestätigt werden, können viele von uns ihren Tag mit ähnlichen Klang- und Lichtbehandlungen beginnen, um unser Gehirn gesund zu halten.
David Robson
