Varje morgon mediterar Li-Hui Tsai framför en flimrande skärm. Synkront med ljusblinkar hörs skarpa ljud, något som påminner om klickarna på castaneterna på en flamencodansare, bara mycket högre. Rytmen här är dock inte för skojs skull.
Kombinationen av flimrande ljus och klickljud hjälper till att synkronisera elektriska processer i hjärnan känd som gammavågor.
För de oinitierade kan denna ljud- och ljusbehandling verka som en ny modetur för wellnessfans. Men Tsai är en neurofysiolog från Massachusetts Institute of Technology (Cambridge, USA). Och hon har bevis för att detta förfarande kan förhindra utvecklingen av Alzheimers sjukdom.
Li-Hui Tsais forskning är en radikal ny strategi för att förebygga och behandla den vanligaste formen av senil demens.
Idag lider cirka 50 miljoner människor över hela världen av demens - och denna siffra förväntas tredubblas fram till 2050.
Från ett neurovetenskapligt perspektiv (enligt den rådande hypotesen - Red.) Är den viktigaste förändringen förknippad med Alzheimers ansamling av toxiska proteiner i hjärnan (amyloidplack) och bildandet av tau-proteinkluster i neuroner.
Som ett resultat verkar båda processerna förödande i våra nervceller och deras synapser (kontaktpunkterna mellan två neuroner som gör att de kan "prata").
Så det är ingen överraskning att under de senaste tre decennierna har mycket av Alzheimers forskning fokuserat på att hitta ett botemedel för att ta bort dessa plack - och ändå väntar vi fortfarande på ett genombrott.
Kampanjvideo:
Och nu antyder en serie nya studier att svaret kanske inte är kemiskt, utan elektriskt.
Och allt beror på de gammarytmer som verkar utlösa någon form av rening i hjärnan och ta bort gifter innan de börjar orsaka skada.
Helande hjärnvågor
I vardagen använder vi ofta ordet "gryning" när det kommer till en plötslig ökning av inspiration. I neurofysiologi är det som grymmer för oss speciella vågor i hjärnan, ett rytmiskt mönster av elektrisk aktivitet som skapas av grupper av neuroner i hela hjärnan med en specifik frekvens.
På samma sätt som radio- eller tv-stationer sänder sin signal på en viss våglängd verkar olika frekvenser av hjärnvågor vara relaterade till mycket specifika neurologiska funktioner.
Gamma-vågor svänger cirka 30 till 100 gånger per sekund och kan vanligtvis ses när vi koncentrerar oss på något eller försöker komma ihåg något.
I några mycket intressanta studier från början av 2000-talet visades det att patienter med Alzheimers är särskilt svaga, i synnerhet gammavågor, de snabbaste hjärnrytmerna (jämfört med friska människor utan tecken på minskning av mentala förmågor), vilket antyder att en kränkning av dessa rytmer kan impliceras i sjukdomen.
Det var emellertid inte klart om detta bara var ytterligare en konsekvens av den redan pågående generella neurodegenerationen, eller eventuellt dess orsak. Och ett team av forskare under ledning av Tsai beslutade att räkna ut det.
För att bevisa sin hypotes i princip tog de först till en teknik som kallas optogenetik, där neuronerna från en laboratorismus genetiskt förändras för att reagera på ljus i en specifik färg.
Genom att placera en liten ljuskälla i ett djurskalle kan forskare stimulera gammavågor med mycket hög precision och observera effekterna.
Bevakar hjärnan
Och vad de såg var fantastiskt. Det var inte bara en signifikant minskning av amyloidplack. Forskare upptäckte mekanismen för deras skapelse.
Särskilt intressant var effekten på hjärnans mikroglia (makrofagceller, ett slags räddningsteam, livvakter i vår hjärna, som tar hand om dess hälsa).
"De är som immunövervakning," förklarar Tsai. "De övervakar miljön och kan rensa ut patogener, giftigt avfall och främmande ämnen."
Tidigare studier har funnit att mikroglia hos patienter med Alzheimers ofta inte kan utföra sina uppgifter på rätt sätt. Men det verkar som att gammavågor kan väcka makrofagceller, vilket leder till en minskning av antalet amyloidplack och klumpar av tauprotein.
Dessutom kommer effekten av att använda gammavågor mycket snabbt. Bara en timmes stimulering räckte för att aktivera mikroglia och uppnå en märkbar minskning av antalet amyloida plack.
Denna effekt av gammavågor på makrofagceller representerar ett stort steg framåt i vår förståelse av Alzheimers sjukdom (och gammavågens funktion), sa Tsai.
Optogenetisk stimulering är emellertid en procedur som inte är lätt att tillämpa hos människor. Så i nästa steg försökte Tsai testa om mindre invasiva former av hjärnvågsynkronisering skulle fungera.
I ett experiment upplyste forskare möss varje dag i en timme med flimrande ljus vid en frekvens av 40 Hz, medan i andra experiment hörde djur snabbklickande ljud vid denna frekvens.
Och i vart och ett av fallen fungerade det synkronisering. Makrofagceller arbetade mer aktivt, nivån av toxiska proteiner minskade.
Det är också viktigt att allt detta påverkade mössens beteende. De som fick stimulering hittade en väg ut ur labyrinten snabbare och kom ihåg det bättre - i motsats till dem som blev gamla utan stimulering.
Gynnsamma vibrationer
Men kommer forskare att kunna replikera dessa resultat i verkliga Alzheimers patienter?
Tsai påbörjar nu kliniska prövningar för att undersöka de långsiktiga fördelarna med gamma-vågstimulering för människor.
Men en annan studie har redan hittat några uppmuntrande bevis på att sådan stimulering leder till förbättrad kognitiv prestanda.
Studien, ledd av Amy Clements-Cortez vid University of Toronto, Kanada, använde taktil stimulering såväl som hörselstimulering. Deltagare med diagnoser av olika stadier av Alzheimers sjukdom satt i en stol med sex högtalare som gav ut låga ljud vid frekvensen av gammavågor.
Det påminde om en subwoofer (lågfrekvent högtalare), säger Clements-Cortez, vilket fick deltagarna att känna en svag vibration i hela kroppen.
Efter sex sessioner på 30 minuter visade patienterna förbättringar i standardtester för olika kognitiva förmågor, inklusive mentalräkning och kortvarigt minne.
Detta var särskilt förvånande när man tänker på hur kort stimuleringsintervallet var, konstaterar Clements-Cortez.
Hon har också vittnesbörd från en annan patient med milda tecken på demens som har använt en liknande enhet hemma i tre år.”Tre år senare kom vi på besök hos henne,” säger Clements-Cortes. "Hennes mentala förmåga har inte försämrats, de har förblivit ungefär densamma."
Det är tydligt att mycket mer data måste samlas in med större prover, men de första resultaten enligt Clements-Cortes är "oerhört inspirerande."
Det är möjligt att patienter kan få denna typ av terapi helt enkelt genom att titta på TV eller lyssna på radio, säger hon.
Efter så många år med fruktlösa försök att hitta ett botemedel mot Alzheimers, har ett ljus äntligen gynnat i slutet av tunneln?
Det verkar som att den nya metoden kan vara särskilt värdefull för tidig intervention under sjukdomsförloppet.
Martin O'Halloran från National University of Ireland påpekar att även om patienter kan ha kognitiva svårigheter tar det lång tid att bekräfta diagnosen Alzheimers, och detta försenar inledningen av behandlingen eftersom läkare inte vill riskera biverkningar tills de är säkra på diagnosen. …
"Varje tidig intervention för dessa patienter bör vara så icke-invasiv och säker som möjligt", säger han. "Inkluderar att använda flimrande ljus eller upprepa ljud." (För patienter med epilepsi är detta inte lämpligt, eftersom stimulering kan utlösa ett anfall.)
Barry McDermott, forskare vid National University of Ireland, är också optimistisk när det gäller resultaten.
"Ingen läkare kommer att förskriva Alzheimers mediciner för förebyggande, men denna metod är något du kan börja använda i förväg," konstaterar han. - Det är så enkelt och lätt. I teorin kan du till och med ha en sådan app på din smartphone.”
Trots snabba framsteg inom forskning, betonar både O'Halloran och McDermott, som nyligen granskade teknikens potential för Journal of Alzheimers Disease Research, att många frågor återstår att besvara.
Förutom behovet av att få en mer seriös bekräftelse av metodens långsiktiga användbarhet i kliniska prövningar, är det också nödvändigt att förstå vilken frekvens av gammavågor som är idealisk för användning och vad som är optimal användningstid.
Även om det verkar osannolikt att du får en överdos av gammavågor, kommer det att vara till hjälp att se om överdriven entusiasm för metoden kommer att orsaka biverkningar, betonar de irländska forskarna.
Dessutom återstår det att se om stimulering av gammavågor förbättrar den friska människors mentala kapacitet.
Tsai är försiktig här: hon tror att det finns en viss gräns för vad gammavågor kan göra för en frisk hjärna.
Men hon hoppas att metoden kan vara användbar som en förebyggande åtgärd efter att en person har passerat medelåldern - för att hålla hjärnan fungerar normalt innan de första tecknen på mental nedgång uppträder. "Jag tror att det är möjligt," säger hon.
Trots många frågor som återstår att besvara, testar Tsai redan enheten på sig själv. "Och jag mår bra," säger hon med ett slu leende.
Som alla forskare förstår Li-Hui Tsai att hennes personliga erfarenhet inte kan tas som avgörande bevis. Men om resultaten av hennes forskning bekräftas, kan många av oss väl börja vår dag med liknande ljud- och ljusbehandlingar för att hålla våra hjärnor friska.
David Robson
