Стимуляция природного «фильтра» мозга повысит эффективность лечения Альцгеймера
Исследователи НИУ ВШЭ и Института молекулярной биологии РАН предлагают проверить, как на стимуляцию мозга реагирует гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — природный фильтр мозга, работа которого нарушается при болезни. Понимание того, как изменяется ГЭБ при стимуляции, может в теории улучшить лечение: доставка медикаментов в мозг на ранних стадиях станет эффективнее, а на более поздних стадиях болезни терапия поможет поддержать работу мозга.
Исследование опубликовано в журнале Communications Biology. Деменция, или приобретенное слабоумие, — это прогрессирующая деградация когнитивных функций мозга: мышления, памяти, внимания, координации движений, а также эмоционально-поведенческий распад личности. По оценке ВОЗ, более 55 миллионов человек в мире страдает деменцией, а каждый год появляется 10 миллионов новых больных. И это число будет увеличиваться, поскольку главный фактор риска болезни — возраст, а доля пожилого населения планеты растет.
Самая распространенная форма деменции — болезнь Альцгеймера, на нее приходится 60–70 процентов случаев. Орудиями болезни Альцгеймера служат бета-амилоид и тау-белок — молекулы, которые образуют вне- и внутриклеточные агрегаты, которые приводят к гибели нейронов, из-за чего когнитивные функции утрачиваются. Полностью излечить болезнь невозможно, состояние больного в течение 7–10 лет постепенно ухудшается: возникают проблемы с памятью, речью, мышлением, человек перестает узнавать близких, не контролирует эмоции, теряет способность ориентироваться в обстановке и ухаживать за собой.
Исследователи продолжают искать способ вылечить или хотя бы смягчить симптомы болезни. Команда ученых с участием НИУ ВШЭ детально изучила около 40 исследований за последние 20 лет и предположила, как стимуляция мозга может влиять на целостность ГЭБ, в том числе при болезни Альцгеймера.
Нарушение гематоэнцефалического барьера — один из маркеров Альцгеймера, предшествующий появлению первых симптомов. В норме система ГЭБ работает как фильтр и препятствует попаданию в нервную ткань токсических веществ из кровотока, при этом пропуская питательные биоактивные вещества. При болезни Альцгеймера функционирование ГЭБ нарушается, патогены проникают в мозг и накапливаются там.
На проницаемость ГЭБ можно влиять при помощи неинвазивных методов: транскраниальной магнитной стимуляции и стимуляции постоянным током. Процедура магнитной стимуляции основана на ритмичном воздействии магнитного поля, а при стимуляции током применяется слабый постоянный ток.
Авторы предполагают, что изменение целостности ГЭБ в результате стимуляции можно использовать для повышения эффективности доставки лекарств на ранних стадиях. Однако на более поздних стадиях нужно подходить к стимуляции осторожно, так как возможное разрушение ГЭБ способно усугубить болезнь.
«Активно изучается то, как стимуляция влияет на когнитивные функции, что особенно важно для пациентов с болезнью Альцгеймера. Однако то, какие эффекты оказывает стимуляция в зависимости от целостности ГЭБ, обычно не рассматривают, — поясняет соавтор статьи, младший научный сотрудник Института молекулярной биологии РАН, выпускница магистерской программы ВШЭ «Когнитивные науки и технологии: от нейрона к познанию» Александра Петровская. — Мы же утверждаем, что исследовать эффект от стимуляции ГЭБ при Альцгеймере нужно, чтобы повысить эффективность фармакологического лечения Альцгеймера. Более того, исследования важны для понимания безопасности стимуляции на поздних стадиях болезни, когда состояние ГЭБ резко ухудшается».
Систематический анализ влияния стимуляций на связанные с болезнью Альцгеймера факторы в эндотелиальных клетках еще не проводился, но некоторые данные о нейронах и глиальных клетках доступны. Так, в исследовании китайских ученых сообщалось, что магнитные импульсы могут оказывать нейрозащитный эффект. В частности, экспрессия гена IL-10, связанного с противовоспалительным действием, увеличивалась в культуре клеток астроцитов после воздействия импульсов частотой 10 Гц.
В другой подборке исследований стимуляции, наоборот, приводили к раскрытию ГЭБ. Такой подход может быть полезным для доставки лекарств при болезни. Магнитная стимуляция повысила проницаемость ГЭБ в исследовании на крысах и у группы пациентов со злокачественными опухолями головного мозга. А недавно при попытке вызвать открытие ГЭБ на крысиной модели к правому полушарию крыс применяли повторяющуюся низкочастотную стимуляцию, и проницаемость увеличилась на 18 процентов через 15 минут после начала стимуляции.
Тем не менее исследований о влиянии стимуляции на эндотелий ГЭБ на моделях Альцгеймера на момент написания работы не было. Чтобы повысить уровень воспроизводимости исследований с применением стимуляции мозга, нужно грамотно смоделировать трансляцию результатов с клеточного на животный уровень, а с животного — на человека. Исследования на клеточных и животных моделях могут показать, как стимуляция в зависимости от параметров влияет на клетки мозга. Но то, как она в действительности влияет, например, на ГЭБ у пациентов с болезнью Альцгеймера, требует дальнейшего детального исследования.
«Чтобы экстраполировать результаты исследований на животных in vitro и in vivo на людей, необходимо изучить влияние стимуляции на ключевые компоненты патологии Альцгеймера, такие как изменения концентрации вне- и внутриклеточных ионов, бета-амилоидов и тау-белка, — поясняет сотрудник Центра биомедицинской визуализации Атинула А. Мартинос, научный сотрудник Центра нейроэкономики и когнитивных исследований* Мария Назарова. — Мы считаем, что исследования должны рассмотреть влияние стимуляции на ГЭБ как при болезни Альцгеймера, так и при здоровом старении. Учитывая, что большая часть мозговых кровеносных сосудов расположена на поверхности коры и хорошо доступна для стимуляции, это относительно простой и информативный метод».
*На момент подготовки статьи
Telegram 
Дзен 
VK Ученые Московского физико-технического института разработали бенчмарк — эталон для компьютерных программ — и с его помощью сравнили больше десяти популярных нейросетей и классических алгоритмов распознавания жестов незнакомого человека по сигналам электромиографии. Разработка даст возможность лучше понимать «голос тела», чтобы дистанционно управлять техникой, теледроидами, дополненной и виртуальной реальностью.
С точки зрения современной психологии и нейронауки эмоции тесно связаны с телесными ощущениями. Когда человек испытывает страх, гнев, радость или тревогу, меняется работа вегетативной нервной системы: сердцебиение, дыхание, работа кишечника, потоотделение, уровень гормонов. То есть многие эмоции ощущаются субъективно в определенных частях тела. Авторы нового исследования выяснили, что, например, отвращение, вызванное политической обстановкой, вызывает более выраженные телесные ощущения, чем обычное отвращение.
25 мая отмечается Всемирный день щитовидной железы. Этот небольшой орган незаметно управляет обменом веществ, работой сердца и мозга. Однако его истинные возможности гораздо шире, чем принято считать. Ученый Пермского Политеха рассказал, почему щитовидку называют древним фильтром, как она помогает адаптироваться к холоду и жаре и каким образом она напрямую задает ритм сердца.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно