2016 年，让全球阿尔茨海默病研究人员感到惊讶的是，麻省理工学院的一个团队发现，让小鼠对着闪烁的灯光，可以清除被认为是导致该疾病的根源之一的典型蛋白质斑块。最近的一项后续研究发现，以特定频率播放的声音也能清除斑块并改善认知。
该疗法之所以奏效，是因为每秒闪烁 40 次的灯光和声音会触发小鼠大脑中的神经元以称为伽马振荡的模式放电。阿尔茨海默病患者的这些神经波动数量减少，这些波动初步与注意力以及知觉等认知过程相关。然而，振荡为何会改变小鼠的阿尔茨海默病症状，仍在研究之中。
在本周发布的一项基于先前研究的新研究中，该团队发现，灯光脉冲和伽马振荡可以保护小鼠大脑免受神经退化，并改变与炎症和神经元健康相关的基因表达。“我们在两种不同的神经退化小鼠模型中非常清楚地证明了这一点，它具有非常好的神经保护作用，”资深作者、麻省理工学院 Picower 学习与记忆研究所所长 Li-Huei Tsai 说。
这项研究也附带了惯常的免责声明：小鼠不能代表人类，尽管基因改造可以使它们的大脑看起来与阿尔茨海默病患者的大脑相似，但小鼠实际上并不会患上神经退行性疾病。该研究使用了两种基因改造小鼠来测试灯光的效果：CK-p25 小鼠，它们会出现进行性神经元丢失和认知障碍；以及 Tau P301S 小鼠，它们会产生与阿尔茨海默病患者体内的蛋白缠结相似的缠结。
在这项研究中，与未接受治疗的动物相比，Tau P301S 小鼠每天接受一小时的灯光刺激 22 天后，神经退化水平有所降低；而接受刺激六周的 CK-p25 小鼠的神经元丢失比未接受刺激的少。除了帮助神经元存活外，该疗法还能减少神经元之间连接（称为突触）的丢失。
“这极大地拓展了该方法在阿尔茨海默病之外的应用范围，”Tsai 说。“我们知道，脑细胞损伤和突触丢失发生在许多不同的神经系统疾病中，”例如帕金森病。
该研究还考察了接受灯光刺激的小鼠大脑中基因表达的变化——这意味着我们的 DNA 会告诉身体产生特定的蛋白质，然后这些蛋白质会产生行为和特征。“根据显示出变化的基因类型，我们可以进一步了解哪些通路受到伽马振荡的调节，”Tsai 说。他们发现，治疗意味着小胶质细胞（大脑的主要免疫细胞）不会产生与细胞损伤相同的某些炎症蛋白。然而，具体基因类型因不同小鼠模型而异。在神经元中，该疗法增加了与细胞运输（有助于清除大脑中的废物）和 DNA 修复等相关的基因表达。
“我们正在从根本上改变神经元的细胞生物学，使它们功能更强，突触功能更增强，”Tsai 说。
灯光刺激改变了表达的一些基因也与阿尔茨海默病有关。例如，CK-p25 小鼠的 C1q 基因表达水平较低，该基因在阿尔茨海默病中表达升高，并与突触丢失有关。
Tsai 共同创办了一家名为 Cognito Therapeutics 的公司，该公司开发了一种名为 GammaSense Stimulation 的系统——该系统由带有内部闪烁灯光的眼镜和耳机组成——以提供灯光和声音频率。临床试验目前正在对人群进行测试，Tsai 表示她希望在明年初能获得初步数据。然而，她也指出，在小鼠身上看来有希望的几十种阿尔茨海默病疗法，并没有对人类有效。“小鼠与人类差异很大，”她强调。
研究中使用的小鼠模型通常只能提供疾病在人类身上实际表现和引起的病症的一小部分——例如，一个模型可能表现出缠结，而另一个模型可能具有某种特定基因的高水平。“我们对人类疾病的了解仍然不足，无法仅凭一个高度简化的模型就认为治愈该模型就能在人类身上奏效，”Tsai 说。她表示，为了应对这个问题，他们的团队会尝试在尽可能多的模型中测试他们的疗法。
“我不知道这是否会对人类产生任何影响，”Tsai 说。“然而，我们所能做的就是尽最大努力设计出尽可能全面的实验，并以开放的心态去思考这一切可能有效或无效的所有原因。”
