Biomedicinski inženjer Anabel Singer provela je prošlu deceniju razvijajući neinvazivnu terapiju za Alchajmerovu bolest koja koristi treperenje svetla i ritmičke tonove za modulaciju moždanih talasa. Sada je otkrila da tehnika, poznata kao treperenje, takođe može koristiti pacijentima sa nizom drugih neuroloških poremećaja, od epilepsije do multiple skleroze.
Ranije su Singer i njeni saradnici pokazali da svetla i zvuci, isporučeni pacijentima preko naočara i slušalica, imaju blagotvorno dejstvo. Flicker je bio uspešan u studijama na životinjama i u ranim ispitivanjima izvodljivosti na ljudima, gde je testiran na bezbednost, toleranciju i pridržavanje pacijenata.
Sada, zahvaljujući kliničkom ispitivanju za ljude sa epilepsijom, istraživači su kvantifikovali efekte treperenja sa neviđenom preciznošću. Takođe su došli do neočekivanog, ali ohrabrujućeg otkrića: tretman je smanjio interiktalne epileptiformne pražnjenja (IED) u mozgu.
Ovi veliki, povremeni elektrofiziološki događaji se primećuju između napadaja kod ljudi sa epilepsijom. Pojavljuju se kao oštri šiljci na EEG očitavanju.
„Ono što je interesantno u vezi sa ovim IED-ima je da se ne javljaju samo kod epilepsije“, rekao je Singer, profesor rane karijere McCamish fondacije na odeljenju za biomedicinsko inženjerstvo Vallace H. Coulter-a na Georgia Tech i Univerzitetu Emori. „Pojavljuju se i kod autizma, multiple skleroze, Alchajmerove bolesti i drugih neuroloških poremećaja.“ I IED-ovi ometaju normalnu funkciju mozga, uzrokujući oštećenje pamćenja.
Singer i njen tim objavili su svoja otkrića u časopisu Nature Communications.
Unutar mozga nalaze se složene simfonije električne aktivnosti: moždani talasi, ili oscilacije, koje sačinjavaju naša sećanja, misli i emocije. Singer želi da moduliše te oscilacije u terapeutske svrhe.
Na određenim frekvencijama svetlosti i zvuka, tretman treperenja može izazvati gama oscilacije kod miševa. Ovo pomaže mozgu da regrutuje mikrogliju, ćelije odgovorne za uklanjanje beta amiloida, za koji se veruje da igra centralnu ulogu u Alchajmerovoj patologiji. Deo posla je u snimanju onoga što se dešava u mozgu tokom lečenja kako bi se proverilo kako funkcioniše.
Pacijenti u ispitivanju bili su pod brigom lekara Džona Vilija u Jedinici za praćenje epilepsije Univerzitetske bolnice Emori. (Vili, ko-korespondent studije sa Singerom, sada je na Univerzitetu Vašington u Sent Luisu.)
Čekala ih je operacija za uklanjanje dela mozga gde se javljaju napadi. Pre nego što je to moglo da se desi, morali su da se podvrgnu intrakranijalnom praćenju napada – elektrode za snimanje se postavljaju u mozak da bi se odredila zona početka napada i tačno odredilo koje tkivo treba ukloniti. Zatim, pacijenti i njihov tim za negu čekaju da se desi napad. Može potrajati danima.
„U studijama na ljudima koristili smo neinvazivne metode kao što su funkcionalni MRI ili EEG skalpa, ali one imaju stvarne nedostatke u smislu rezolucije“, rekao je Singer. „Rad sa ovim pacijentima je promenio igru. To su ljudi sa epilepsijom otpornom na lečenje, što znači da lekovi ne deluju za njih.“
Singerov tim je regrutovao 19 pacijenata. Glavni autor studije, Lu Blanpejn, bivši dr. student u Singerovoj laboratoriji i sada student medicine na Emoriju, išao je od pacijenta do pacijenta sa opremom za stimulaciju treperenja i snimanje.
„Pošto su ovi pacijenti već imali ugrađene sonde za snimanje iz kliničkih razloga, mogli smo da snimamo direktno iz mozga“, rekao je Singer. „Nikada ranije nismo mogli da dobijemo snimke ovog kvaliteta tokom tretmana treperenja.
Kao što su istraživači očekivali, treperenje je modulisalo vizuelne i slušne regione mozga koji snažno reaguju na stimuluse. Ali je takođe dosegla dublje, u medijalni temporalni režanj i prefrontalni korteks, regione mozga koji su ključni za pamćenje. I širom mozga, u regionima koje Singer ranije nije u potpunosti istražila, otkrila je da se broj IED-a smanjuje.
„To ima važne implikacije na to da li je treperenje terapeutski relevantno za ljude sa Alchajmerovom bolešću, ali i uopšte ako želimo da ciljamo bilo šta izvan primarnih senzornih regiona“, rekla je ona.
„Sve ovo ukazuje na potencijalnu upotrebu treperenja u mnogo različitih konteksta. U budućnosti, definitivno ćemo razmotriti druge uslove i druge potencijalne implikacije.“
