Een dwarsdoorsnede van het brein van een muis, waarbij neuronen worden benadrukt die een molecuul lijken vrij te geven dat de verwijdering van gifstoffen verhoogt
Tsai Laboratorium/MIT Picower Instituut
Er is een nieuwe verklaring naar voren gekomen waarom een experimentele behandeling van Alzheimer met geluiden en flitsende lichten de cognitieve achteruitgang kan helpen vertragen. De betrokken frequenties lijken de afvalverwerkingsnetwerken van de hersenen te vergroten, waardoor de verwijdering van bèta-amyloïde en andere giftige eiwitten die bijdragen aan geheugen- en concentratieproblemen toeneemt.
“Als we het mechanisme eenmaal begrijpen, kunnen we er waarschijnlijk achter komen hoe we het hele concept verder kunnen optimaliseren en de efficiëntie kunnen verbeteren”, zegt Li-Huei Tsai van het Massachusetts Institute of Technology.
De behandeling bestaat uit het blootstellen van mensen aan een licht dat flitst met een frequentie van 40 keer per seconde, of 40 hertz, en een laag geluid, eveneens op 40 Hz. Normaal gesproken wordt er gedurende een uur per dag stimulatie gegeven.
De sleutel tot de nieuwe aanpak is dat grote netwerken van hersencellen op natuurlijke wijze synchroon met elkaar vuren op verschillende frequenties, ook wel hersengolven genoemd. Hersengolven rond de 40 Hz worden vaak gezien wanneer mensen zich concentreren en herinneringen vormen of gebruiken.
Omdat bekend was dat visuele of auditieve stimulatie op een bepaalde frequentie hersengolven met dezelfde frequentie zou kunnen stimuleren, besloot Tsai’s team in 2016 te onderzoeken of 40 Hz-stimulatie de cognitieve vaardigheden bij mensen met de ziekte van Alzheimer zou kunnen vergroten.
Hun groep en anderen hebben aangetoond dat dit de opbouw van amyloïd verminderde bij muizen met een versie van de ziekte van Alzheimer en cognitieve voordelen had in kleine onderzoeken bij mensen met de aandoening, terwijl er een groter onderzoek gaande is. Maar het was onduidelijk hoe de behandeling zou kunnen werken, en een ander idee was dat het de functie van de immuuncellen van de hersenen versterkte.
Speciale lichten en geluiden lijken nu te werken door de functie van het hersendrainagesysteem, ook wel het glymfatische systeem genoemd, te verbeteren.
In het laatste werk voerde het team van Tsai een reeks experimenten uit om het behandelingsmechanisme te bestuderen bij muizen die genetisch waren veranderd, zodat ze doorgaans een opbouw van amyloïde ontwikkelen naarmate ze ouder worden en een slechter geheugen hebben dan typische muizen.
Zoals verwacht hadden de dieren, wanneer ze werden blootgesteld aan licht en geluid, minder amyloïde. De nieuwe bevinding is dat tijdens de behandeling een grotere hoeveelheid hersenvocht de hersenen binnenkwam en meer afvalvloeistof via de glymfatische vaten naar buiten kwam.
Dit leek te komen doordat nabijgelegen bloedvaten sterker pulseerden, wat zou kunnen helpen de glymfevloeistof door haar bloedvaten te duwen, en doordat er meer water in het glymfatische systeem stroomde.
Het team ontdekte ook dat de activiteit van een specifiek type hersencel, bekend als een interneuron, een verhoogde glymfatische stroom veroorzaakt door het vrijgeven van een molecuul genaamd vasoactief intestinaal peptide. Toen het team de productie van dit molecuul chemisch blokkeerde, verhoogde de behandeling niet langer de amyloïdklaring.
Maiken Nedergaard van de Universiteit van Rochester in New York, die heeft meegeholpen aan de ontdekking van het glymfatische systeem, zegt dat de bevinding aansluit bij wat we er al over weten. “De hersenen, het bloed en het hersenvocht bevinden zich in de schedel. Als het bloedvolume groter wordt, moet het volume van het hersenvocht verschuiven omdat hersenweefsel niet samendrukbaar is.”
In het begeleidende artikel in Natuurlijk medicijnNedergaard zegt dat een beter begrip van de mechanismen voor het opruimen van gifstoffen in de hersenen “de sleutel zou kunnen zijn die dit ontsluit [their] therapeutisch potentieel”.
Onderwerpen: