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 Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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