¿Qué pasaría si la exposición a luz y sonido de 40 Hz pudiera promover un cerebro más saludable?
Esa es la hipótesis de los científicos de El Instituto Picower para el Aprendizaje y la Memoria en el MIT
Los ritmos cerebrales de banda gamma, especialmente los de 40 Hz, se han asociado con la actividad de la red cerebral a gran escala, la memoria de trabajo, el procesamiento sensorial, la navegación espacial, la atención y más. La investigación también ha mostrado ritmos alterados de 40 Hz en pacientes con enfermedad de Alzheimer, epilepsia y esquizofrenia, dice Li-Huei Tsai, profesor del MIT y director del Instituto Picower.
A fines de la década de 2000, una colaboración que incluyó al laboratorio de Tsai demostró una forma de estimular una mayor potencia rítmica de 40 Hz en el cerebro del ratón. El grupo de investigación de Tsai luego postuló que podrían aprovechar la estimulación de 40 Hz para afectar el curso de la enfermedad de Alzheimer.
Sus experimentos iniciales fueron exitosos: la estimulación de 40 Hz mejoró la potencia y la sincronía del ritmo gamma, y redujo los niveles de amiloide y tau (proteínas distintivas de la enfermedad de Alzheimer), pero los experimentos utilizaron una tecnología invasiva, la optogenética, para alimentar la potencia y la sincronía de 40 Hz.
“El colega y colaborador del MIT, Emery N Brown, sugirió que para que avancemos en una terapia, necesitaríamos encontrar un método menos invasivo para aumentar los ritmos de 40 Hz”, dice Tsai. “Nuestro equipo probó la estimulación sensorial en ratones y funcionó”.
Los experimentos posteriores que utilizaron exposición a luz y sonido de 40 Hz no solo redujeron la patología relacionada con el Alzheimer, sino que también preservaron las neuronas, las conexiones sinápticas y el aprendizaje y la memoria en ratones.
La estimulación sensorial se basa en el concepto de arrastre neuronal, el proceso mediante el cual la fase de actividad neuronal se ajusta a los ritmos sensoriales y mejora varios aspectos del procesamiento cognitivo. Los primeros estudios de estimulación sensorial de 40 Hz de los investigadores en ratones se publicaron a mediados o finales de la década de 2010. Alentados por los resultados de ese trabajo, pasaron a los estudios clínicos en etapa inicial que probaron la seguridad, viabilidad y eficacia de la estimulación sensorial de 40 Hz en humanos.
La estimulación sensorial de 40 Hz entra en ensayos clínicos
El último trabajo de los investigadores, publicado en PLoS ONE, comparte los resultados de los estudios clínicos de Fase I y IIA del grupo, que fueron dirigidos por Diana Chan, neurólogo del Hospital General de Massachusetts (CBM) y becaria clínica posdoctoral en el laboratorio de Tsai.
Los participantes del estudio fueron expuestos a estimulación de 40 Hz durante una hora al día durante al menos tres meses utilizando un panel de luz en el hogar sincronizado con un altavoz. Los electrodos de electroencefalograma (EEG) midieron el ritmo y la sincronía de 40 Hz después de la exposición. El estudio de Fase IIA (que incluyó a 15 personas con enfermedad de Alzheimer en etapa temprana) también incorporó visitas de seguimiento, resonancias magnéticas del volumen cerebral, pruebas cognitivas y monitoreo del sueño. Los grupos de tratamiento y control en el estudio de Fase IIA se emparejaron por edad, sexo, estado APOE y puntuaciones cognitivas.
Los participantes no informaron efectos adversos graves de la estimulación de 40 Hz y más del 90 % cumplieron con el uso del equipo en el hogar. Las mediciones de electrodos de EEG en el cuero cabelludo mostraron aumentos significativos en la potencia del ritmo de 40 Hz en los sitios frontal y occipital entre participantes cognitivamente normales y voluntarios con enfermedad de Alzheimer leve. Los ocho participantes de la fase IIA que recibieron el tratamiento no experimentaron reducciones significativas en el volumen del hipocampo ni aumentos en el volumen del ventrículo, mientras que los controles sí lo hicieron. Los pacientes tratados también exhibieron una mejor conectividad entre las regiones del cerebro involucradas en las redes de procesamiento cognitivo y visual.
Tsai dice que los resultados de estos primeros ensayos en humanos deben interpretarse con un optimismo cauteloso. Después de tres meses, ni el grupo de tratamiento ni el de control mostraron diferencias en la mayoría de las pruebas cognitivas (el grupo de tratamiento mejoró solo en la asociación de nombres y rostros), pero los estudios de Fase I y Fase IIA se realizaron en cohortes pequeñas y con un seguimiento limitado debido a a la pandemia de COVID-19. Los estudios del grupo en ratones demostraron que para que los beneficios cognitivos sean duraderos, la estimulación sensorial de 40 Hz debe administrarse de forma crónica (constantemente durante un largo período de tiempo).
“[Nuestros] resultados no son evidencia suficiente de eficacia, pero creemos que claramente respaldan el proceder con un estudio más extenso de la estimulación sensorial de 40 Hz como una posible terapia no invasiva para la enfermedad de Alzheimer”, dice Tsai en un comunicado de prensa del MIT.
Terapéutica Cognito, una empresa emergente fundada por Tsai y Ed Boyden, profesor de neurotecnología en el MIT, avanza ahora con los ensayos clínicos de Fase III de estimulación sensorial de 40 Hz.
En otra línea de investigación, el grupo del Instituto Picower y MGH están lanzando un estudio para probar si la estimulación sensorial de 40 Hz podría ser una medida preventiva eficaz en personas con riesgo de desarrollar la enfermedad de Alzheimer. Otro estudio evaluará los beneficios en personas con síndrome de Down. También planean investigar el uso de la estimulación sensorial de 40 Hz en personas con enfermedad de Parkinson y están realizando experimentos de cultivos celulares en curso para comprender mejor la base celular y molecular de los efectos de la estimulación de 40 Hz.
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Tsai dice que esta investigación es un testimonio de la ciencia impulsada por la curiosidad y le anima ver a otros investigadores probar la estimulación no invasiva de 40 Hz como una terapia potencial para la enfermedad de Alzheimer y publicar los resultados de sus propios estudios.
“Nuestros experimentos originales en 2009 que mejoraron los ritmos de 40 Hz fueron puramente impulsados por la curiosidad y no se realizaron con un criterio de valoración clínico en mente”, explica Tsai. “La historia de todo lo que ha ocurrido en este programa de investigación desde entonces podría ilustrar, una vez más, que la investigación científica básica impulsada por la curiosidad puede producir resultados prácticos importantes y beneficiosos para la sociedad”.
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- Fuente: https://physicsworld.com/a/stimulating-the-brain-at-40-hz-to-treat-alzheimers-disease/
