Свет и звук помогли при болезни Альцгеймера в пилотных клинических испытаниях

Проведенные в США пилотные испытания на людях показали, что неинвазивное навязывание мозгу гамма-ритма с помощью света и звука безопасно и может подавлять процессы, связанные с развитием болезни Альцгеймера. Отчет о работе опубликован в журнале PLoS One.

Болезнь Альцгеймера (самая частая причина деменции) — многофакторное заболевание, которое характеризуется накоплением в нервной ткани бета-амилоида и тау-белка, сопутствующими нарушениями клеточного метаболизма, снижением уровня ацетилхолина, воспалением и апоптозом. Помимо молекулярных изменений наблюдаются нарушения электрической активности нейрональных сетей мозга. В частности, они затрагивают осцилляции, соответствующие гамма-волнам (от 30 до более 100 герц) при электроэнцефалографии (ЭЭГ), которые связаны с когнитивными функциями и активностью крупномасштабных нейронных сетей.

В 2016 году Лихуэй Цзай (Li-Huei Tsai) с коллегами из Массачусетсткого технологического института показали, что навязывание гамма-ритма мерцающим светом уменьшает накопление бета-амилоида и вызывает ответ глии у мышей с моделью болезни Альцгеймера, причем наибольший эффект дает частота 40 герц. Дальнейшие эксперименты показали, что подобное воздействие улучшает когнитивные способности у таких животных, а усиливает его добавление звуковых стимулов той же частоты.

После нескольких уточняющих исследований новой методики, получившей название GENUS (Gamma ENtrainment Using Sensory stimulation, навязывание гамма-ритма сенсорной стимуляцией), Цзай с коллегами приступили к пилотным клиническим испытаниям на людях. В I фазе безопасность разовой кратковременной аудиовизуальной стимуляции с частотой 40 герц и ее способность навязывать мозгу заданный ритм проверили на 25 здоровых добровольцах, 16 человеках с умеренной деменцией из-за болезни Альцгеймера и двух пациентах с вживленными по причине эпилепсии внутричерепными электродами (они позволили проводить непосредственный мониторинг активности отделов мозга). Выяснилось, что такое воздействие эффективно захватывает ритм как областей коры (включая островковую долю и прямую извилину), так и подкорковых структур (гиппокампа и миндалевидных тел) без значимых побочных эффектов.

Во IIA фазе приняли участие 15 пациентов с умеренной деменцией, предположительно вызванной болезнью Альцгеймера. Случайным образом их распределили в основную и контрольную группы. Для проведения GENUS добровольцам выдали для домашнего пользования планшеты iPad на белой светодиодной подложке, которая мерцает с частотой 40 герц; с ней синхронизирован звуковой генератор. Аналогичные устройства для контрольной группы испускали ровный свет и белый шум. Всех участников проинструктировали просматривать на планшете видео с включенной аудиовизуальной стимуляцией в течение примерно часа в день.

Эксперимент планировали продолжать полгода, однако из-за эпидемии ковида его пришлось сократить до трех месяцев. Переносимость процедуры и приверженность к лечению оказались удовлетворительными в обеих группах. К концу исследования у получавших GENUS по сравнению с плацебо наблюдались менее выраженные расширение желудочков мозга и атрофия гиппокампа по данным МРТ и более высокая плотность функциональных связей в сети пассивного режима работы мозга и медиальной визуальной сети по данным функциональной МРТ.

Кроме того, добровольцы из основной группы лучше справлялись с тестом на ассоциативную память и отличались более упорядоченным режимом дня по данным актиграфии. Статистически значимой разницы в когнитивных функциях между группами не наблюдалось, однако исследователи и не рассчитывали на изменения соответствующих показателей при относительно коротком курсе лечения.

Цзай подчеркнула, что результаты пилотных исследований следует интерпретировать очень осторожно из-за небольшой выборки и малой продолжительности. Тем не менее, совместно с коллегой Эдом Бойденом (Ed Boyden) она основала компанию Cognito Therapeutics, которая инициировала более крупные мультицентровые испытания для оценки эффективности сенсорной стимуляции при болезни Альцгеймера.

Нейродегенеративные заболевания, включая болезнь Альцгеймера, по своей природе многофакторны, из-за чего фармпрепараты с узконаправленным механизмом действия оказываются недостаточно эффективными и показывают противоречивые результаты в ходе испытаний — об этом можно почитать в блоге «В мире сложных решений: почему у нас нет лекарств от болезни Альцгеймера». Итальянским исследователям удалось обнаружить в обыкновенном хмеле (Humulus lupulus) набор веществ, которые действуют на разные патологические процессы, лежащие в основе подобных заболеваний, однако клиническую оценку их эффективности пока не проводили.