Setiap pagi Li-Hui Tsai bertafakur di depan layar yang berkelip-kelip. Bersamaan dengan kilatan cahaya, suara tajam kedengaran, agak mengingatkan pada klik kastana penari flamenco, hanya lebih kuat. Walau bagaimanapun, irama di sini bukan untuk bersenang-senang.
Gabungan cahaya berkelip dan bunyi mengklik membantu menyegerakkan proses elektrik di otak yang dikenali sebagai gelombang gamma.
Bagi yang belum tahu, rawatan bunyi dan cahaya ini mungkin kelihatan seperti gaya baru bagi peminat kesihatan. Tetapi Tsai adalah pakar neurofisiologi dari Massachusetts Institute of Technology (Cambridge, Amerika Syarikat). Dan dia mempunyai bukti bahawa prosedur ini dapat mencegah perkembangan penyakit Alzheimer.
Penyelidikan Li-Hui Tsai adalah pendekatan baru yang radikal untuk mencegah dan merawat bentuk demensia pikun yang paling biasa.
Hari ini, kira-kira 50 juta orang di seluruh dunia menderita demensia - dan angka ini dijangka meningkat tiga kali lipat pada tahun 2050.
Dari sudut pandang neurologi (menurut hipotesis yang berlaku - Ed.), Perubahan utama yang berkaitan dengan Alzheimer adalah pengumpulan protein toksik di otak (plak amiloid) dan pembentukan pengumpulan protein tau dalam neuron.
Akibatnya, kedua-dua proses itu nampaknya merosakkan neuron dan sinapsinya (titik hubungan antara dua neuron yang memungkinkan mereka "bercakap").
Oleh itu, tidak menghairankan bahawa selama tiga dekad yang lalu, banyak penyelidikan Alzheimer telah memfokuskan diri untuk mencari penawar untuk menghilangkan plak ini - namun kami masih menunggu kejayaan.
Video promosi:
Dan sekarang satu siri kajian baru menunjukkan bahawa jawapannya mungkin bukan kimia, tetapi elektrik.
Dan semuanya bergantung pada irama gamma yang nampaknya mencetuskan beberapa jenis operasi pembersihan di otak, membuang toksin sebelum ia mula menyebabkan bahaya.
Menyembuhkan Gelombang Otak
Dalam kehidupan seharian, kita sering menggunakan kata "fajar" ketika tiba-tiba muncul inspirasi. Dalam neurofisiologi, apa yang muncul pada kita adalah gelombang khas di otak, corak aktiviti elektrikal yang berirama yang dibuat oleh kumpulan neuron di seluruh otak pada frekuensi tertentu.
Dengan cara yang sama bahawa stesen radio atau televisyen menghantar isyaratnya pada panjang gelombang tertentu, frekuensi gelombang otak yang berlainan nampaknya berkaitan dengan fungsi neurologi yang sangat spesifik.
Gelombang gama berayun sekitar 30 hingga 100 kali sesaat dan biasanya dapat dilihat ketika kita menumpukan perhatian pada sesuatu atau berusaha mengingat sesuatu.
Dalam beberapa kajian yang sangat menarik pada awal tahun 2000-an, ditunjukkan bahawa pesakit dengan Alzheimer sangat lemah, khususnya gelombang gamma, irama otak yang paling cepat (dibandingkan dengan orang yang sihat tanpa tanda-tanda penurunan kemampuan mental), yang menunjukkan bahawa pelanggaran ini irama boleh terlibat dalam penyakit ini.
Walau bagaimanapun, tidak jelas sama ada ini adalah akibat lain dari neurodegenerasi umum yang sudah mula berlaku, atau, berpotensi, penyebabnya. Dan sekumpulan saintis yang diketuai oleh Tsai memutuskan untuk mengetahuinya.
Untuk membuktikan hipotesis mereka pada prinsipnya, mereka pertama kali menggunakan teknik yang dikenali sebagai optogenetik, di mana neuron tetikus makmal diubah secara genetik untuk bertindak balas terhadap cahaya warna tertentu.
Dengan meletakkan sumber cahaya kecil di tengkorak binatang, saintis dapat merangsang gelombang gamma dengan ketepatan yang sangat tinggi dan memerhatikan kesannya.
Menjaga Otak
Dan apa yang mereka lihat sangat mengagumkan. Bukan hanya terdapat penurunan plak amiloid yang ketara. Penyelidik menemui mekanisme penciptaannya.
Yang sangat menarik ialah kesan pada mikroglia otak (sel makrofag, sejenis pasukan penyelamat kecemasan, pengawal otak kita, menjaga kesihatannya).
"Mereka seperti pengawasan kekebalan tubuh," jelas Tsai. "Mereka memantau persekitaran dan dapat membersihkan patogen, sisa toksik dan bahan asing."
Kajian terdahulu mendapati bahawa pada pesakit dengan Alzheimer, mikroglia sering tidak dapat menjalankan tugas dengan baik. Tetapi nampaknya gelombang gamma dapat membangunkan sel makrofag, yang menyebabkan penurunan jumlah plak amiloid dan gumpalan protein tau.
Lebih-lebih lagi, kesan penggunaan gelombang gamma datang dengan cepat. Rangsangan hanya satu jam sudah cukup untuk mengaktifkan mikroglia dan mencapai pengurangan bilangan plak amiloid yang ketara.
Kesan gelombang gamma pada sel makrofag ini merupakan lonjakan besar dalam pemahaman kita tentang penyakit Alzheimer (dan fungsi gelombang gamma), kata Tsai.
Rangsangan optogenetik, bagaimanapun, adalah prosedur yang tidak mudah diterapkan pada manusia. Jadi pada langkah seterusnya, Tsai cuba menguji apakah bentuk penyegerakan gelombang otak yang kurang invasif akan berfungsi.
Dalam satu eksperimen, saintis menerangi tikus setiap hari selama satu jam dengan cahaya berkelip pada frekuensi 40 Hz, sementara dalam eksperimen lain, haiwan mendengar bunyi klik yang cepat pada frekuensi ini.
Dan dalam setiap kes yang berlaku, terdapat penyegerakan. Sel makrofag berfungsi lebih aktif, tahap protein toksik menurun.
Penting juga bahawa semua ini mempengaruhi tingkah laku tikus. Mereka yang mendapat rangsangan mendapati jalan keluar dari labirin lebih cepat dan mengingatnya lebih baik - berbeza dengan mereka yang menjadi tua tanpa rangsangan.
Getaran yang bermanfaat
Tetapi adakah saintis dapat meniru hasil ini pada pesakit Alzheimer yang sebenar?
Tsai kini memulakan ujian klinikal untuk menyiasat manfaat jangka panjang rangsangan gelombang gamma bagi manusia.
Tetapi kajian lain telah menemukan beberapa bukti yang menggembirakan bahawa rangsangan seperti itu membawa kepada peningkatan prestasi kognitif.
Kajian yang diketuai oleh Amy Clements-Cortez dari University of Toronto, Kanada itu menggunakan rangsangan taktil dan juga rangsangan pendengaran. Peserta dengan diagnosis tahap penyakit Alzheimer yang berlainan duduk di kerusi dengan enam pembesar suara yang mengeluarkan bunyi rendah pada frekuensi gelombang gamma.
Itu mengingatkan subwoofer (pembesar suara frekuensi rendah), kata Clements-Cortez, menyebabkan para peserta merasakan sedikit getaran di seluruh badan mereka.
Selepas enam sesi 30 minit, pesakit menunjukkan peningkatan dalam ujian standard untuk pelbagai kebolehan kognitif, termasuk pengiraan mental dan ingatan jangka pendek.
Ini amat mengejutkan apabila anda mempertimbangkan seberapa pendek selang rangsangan, kata Clements-Cortez.
Dia juga mempunyai keterangan dari pesakit lain dengan tanda demensia ringan yang telah menggunakan alat serupa di rumah selama tiga tahun. "Tiga tahun kemudian, kami datang untuk mengunjunginya," kata Clements-Cortes. "Kemampuan mentalnya tidak merosot, mereka tetap sama."
Sudah jelas bahawa lebih banyak data perlu dikumpulkan, dengan sampel yang lebih besar, tetapi hasil awal, menurut Clements-Cortes, "sangat memberi inspirasi."
Ada kemungkinan pesakit dapat menerima terapi jenis ini hanya dengan menonton TV atau mendengar radio, katanya.
Setelah bertahun-tahun berusaha tanpa hasil untuk mencari penawar untuk Alzheimer, cahaya akhirnya telah tiba di hujung terowong?
Nampaknya kaedah baru mungkin sangat berguna untuk intervensi awal selama penyakit ini.
Martin O'Halloran dari Universiti Nasional Ireland menunjukkan bahawa walaupun pesakit mungkin mengalami masalah kognitif, ia memerlukan masa yang lama untuk mengesahkan diagnosis Alzheimer, dan ini menunda permulaan rawatan kerana doktor tidak ingin mengambil risiko kesan sampingan sehingga mereka yakin akan diagnosisnya. …
"Sebarang intervensi awal untuk pesakit ini harus tidak invasif dan seaman mungkin," katanya. "Termasuk menggunakan cahaya berkedip atau suara berulang." (Bagi pesakit dengan epilepsi, ini tidak sesuai, kerana rangsangan boleh menyebabkan kejang.)
Barry McDermott, seorang penyelidik di Universiti Nasional Ireland, juga optimis dengan penemuan tersebut.
"Tidak ada doktor yang akan menetapkan ubat Alzheimer untuk pencegahan, tetapi kaedah ini adalah sesuatu yang dapat anda gunakan terlebih dahulu," katanya. - Ia sangat sederhana dan ringan. Secara teori, anda mungkin mempunyai aplikasi seperti itu di telefon pintar anda."
Walaupun terdapat kemajuan pesat dalam penyelidikan, baik O'Halloran dan McDermott, yang baru-baru ini mengkaji potensi teknologi untuk Jurnal Penyelidikan Penyakit Alzheimer, menekankan bahawa masih banyak persoalan yang harus dijawab.
Sebagai tambahan kepada keperluan untuk mendapatkan pengesahan yang lebih serius mengenai kegunaan jangka panjang kaedah ini dalam ujian klinikal, perlu juga memahami frekuensi gelombang gamma yang sesuai untuk digunakan dan berapa lama penggunaan yang optimum.
Walaupun sepertinya tidak mungkin anda mendapat overdosis gelombang gamma, akan berguna untuk melihat apakah semangat yang berlebihan terhadap kaedah ini akan menyebabkan kesan sampingan, saintis Ireland menekankan.
Di samping itu, masih perlu dilihat sama ada rangsangan gelombang gamma meningkatkan keupayaan mental orang yang sihat.
Tsai berhati-hati di sini: dia percaya bahawa ada batasan tertentu terhadap apa yang dapat dilakukan gelombang gamma untuk otak yang sihat.
Tetapi dia berharap kaedah itu dapat berguna sebagai langkah pencegahan setelah seseorang melewati usia pertengahan - untuk memastikan otak berfungsi dengan normal sebelum tanda-tanda pertama penurunan mental muncul. "Saya rasa itu mungkin," katanya.
Walaupun terdapat banyak pertanyaan yang masih harus dijawab, Tsai sudah menguji peranti itu sendiri. "Dan saya merasa hebat," katanya sambil tersenyum licik.
Seperti mana-mana saintis, Li-Hui Tsai memahami bahawa pengalaman peribadinya tidak dapat diambil sebagai bukti muktamad. Walau bagaimanapun, jika hasil penyelidikannya disahkan, mungkin kita akan memulakan hari kita dengan rawatan suara dan cahaya yang serupa untuk memastikan otak kita sihat.
David Robson
