Las vibraciones de 40 Hz reducen la patología de Alzheimer, los síntomas en modelos de ratón

Un nuevo estudio presenta evidencia de que la vibración de 40 Hz puede reducir la patología y los síntomas de la enfermedad de Alzheimer en ratones de laboratorio y mejorar su función motora. Estas imágenes destacan las reducciones en la proteína tau fosforilada (magenta) característica de la enfermedad de Alzheimer en neuronas corticales somatosensoriales primarias en ratones modelo Tau P301S tratados con estimulación táctil de 40 Hz (derecha). Una imagen de un control no tratado está a la izquierda.

La evidencia de que la estimulación sensorial no invasiva de los ritmos cerebrales de frecuencia gamma de 40 Hz puede reducir la patología y los síntomas de la enfermedad de Alzheimer, ya demostrada con luz y sonido por múltiples grupos de investigación en ratones y humanos, ahora se extiende a la estimulación táctil. Un nuevo estudio realizado por científicos del MIT muestra que los ratones modelo de Alzheimer expuestos a vibraciones de 40 Hz durante una hora al día durante varias semanas mostraron una mejor salud cerebral y función motora en comparación con los controles no tratados.

El grupo del MIT no es el primero en demostrar que la estimulación táctil de frecuencia gamma puede afectar la actividad cerebral y mejorar la función motora, pero son los primeros en demostrar que la estimulación también puede reducir los niveles de la proteína tau fosforilada característica del Alzheimer, evitar que las neuronas mueran o perder sus conexiones de circuito de sinapsis y reducir el daño del ADN neuronal.

"Este trabajo demuestra una tercera modalidad sensorial que podemos usar para aumentar la energía gamma en el cerebro", dice Li-Huei Tsai, autor correspondiente del estudio, director del Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria y la Iniciativa del Envejecimiento Cerebral del MIT. y profesor Picower en el Departamento de Cerebro y Ciencias Cognitivas (BCS). "Estamos muy emocionados de ver que la estimulación táctil de 40 Hz beneficia las habilidades motoras, lo que no se ha demostrado con las otras modalidades. Sería interesante ver si la estimulación táctil puede beneficiar a los sujetos humanos con deterioro de la función motora".

Ho-Jun Suk, Nicole Buie, Guojie Xu y Arit Banerjee son los autores principales del estudio en Frontiers in Aging Neuroscience, y Ed Boyden, profesor de neurotecnología Y. Eva Tan en el MIT, es coautor principal del artículo. . Boyden, miembro afiliado del Instituto Picower, también está designado en BCS, así como en los departamentos de Ingeniería Biológica y Artes y Ciencias de los Medios, el Instituto McGovern para la Investigación del Cerebro y el Centro de Biónica K. Lisa Yang.

sintiendo el ambiente

En una serie de artículos que comenzaron en 2016, una colaboración dirigida por el laboratorio de Tsai demostró que el parpadeo de la luz y/o los clics de sonido a 40 Hz (una tecnología llamada GENUS para Gamma Entrainment Using Sensory Stimuli), reducen los niveles de proteína beta-amiloide y tau , previene la muerte de las neuronas y preserva las sinapsis e incluso sostiene el aprendizaje y la memoria en una variedad de modelos de ratones con enfermedad de Alzheimer. Más recientemente, en estudios clínicos piloto, el equipo demostró que la estimulación con luz y sonido de 40 Hz era segura, aumentaba con éxito la actividad cerebral y la conectividad, y parecía producir beneficios clínicos significativos en una pequeña cohorte de voluntarios humanos con enfermedad de Alzheimer en etapa temprana. Otros grupos han replicado y corroborado los beneficios para la salud de la estimulación sensorial de 40 Hz, y una empresa derivada del MIT, Cognito Therapeutics, ha lanzado ensayos clínicos de etapa III de estimulación con luz y sonido como tratamiento para el Alzheimer.

El nuevo estudio probó si la estimulación táctil de 40 Hz en todo el cuerpo producía beneficios significativos en dos modelos de ratón comúnmente utilizados de la neurodegeneración de la enfermedad de Alzheimer, el ratón Tau P301S, que recapitula la patología tau de la enfermedad, y el ratón CK-p25, que recapitula la pérdida de sinapsis y Daño al ADN observado en enfermedades humanas. El equipo centró sus análisis en dos áreas del cerebro: la corteza somatosensorial primaria (SSp), donde se procesan las sensaciones táctiles, y la corteza motora primaria (MOp), donde el cerebro produce comandos de movimiento para el cuerpo.

Para producir la estimulación por vibración, los investigadores colocaron jaulas de ratones sobre parlantes que emitían un sonido de 40 Hz, que hacía vibrar las jaulas. Los ratones de control no estimulados estaban en jaulas intercaladas en la misma habitación para que todos los ratones escucharan el mismo sonido de 40 Hz. Por lo tanto, las diferencias medidas entre los ratones estimulados y de control se realizaron mediante la adición de estimulación táctil.

Primero, los investigadores confirmaron que la vibración de 40 Hz marcaba una diferencia en la actividad neuronal en los cerebros de ratones sanos (es decir, sin Alzheimer). Según lo medido por la expresión de la proteína c-fos, la actividad aumentó dos veces en SSp y más de tres veces en MOp, un aumento estadísticamente significativo en el último caso.

Una vez que los investigadores supieron que la estimulación táctil de 40 Hz podía aumentar la actividad neuronal, evaluaron el impacto sobre la enfermedad en los dos modelos de ratones. Para garantizar que ambos sexos estuvieran representados, el equipo utilizó ratones P301S macho y ratones CK-p25 hembra.

buenas vibraciones

Los ratones P301S estimulados durante tres semanas mostraron una conservación significativa de las neuronas en comparación con los controles no estimulados en ambas regiones del cerebro. Los ratones estimulados también mostraron reducciones significativas en tau en SSp en dos medidas, y exhibieron tendencias similares en MOp.

Los ratones CK-p25 recibieron seis semanas de estimulación por vibración. Estos ratones mostraron niveles más altos de marcadores de proteínas sinápticas en ambas regiones del cerebro en comparación con los ratones de control sin vibración. También mostraron niveles reducidos de daño en el ADN.

Finalmente, el equipo evaluó las habilidades motoras de los ratones expuestos a la vibración frente a los no expuestos. Descubrieron que ambos modelos de ratones podían permanecer en una barra giratoria mucho más tiempo. Los ratones P301S también se colgaron de una malla de alambre durante mucho más tiempo que los ratones de control, mientras que los ratones CK-p25 mostraron una tendencia positiva, aunque no significativa.

"El estudio actual, junto con nuestros estudios previos que utilizaron GENUS visual o auditivo, demuestra la posibilidad de utilizar la estimulación sensorial no invasiva como una estrategia terapéutica novedosa para mejorar la patología y mejorar el rendimiento conductual en enfermedades neurodegenerativas", concluyen los autores.

El apoyo para el estudio provino de The JPB Foundation, The Picower Institute for Learning and Memory, Eduardo Eurnekian, The DeGroof-VM Foundation, Halis Family Foundation, Melissa and Doug Ko Hahn, Lester Gimpelson, Eleanor Schwartz Charitable Foundation, The Dolby Family, Kathleen y Miguel Octavio, Jay y Carroll Miller, Anne Gao y Alex Hu, y Charles Hieken.