Ricerche

Un decennio di studi da laboratori di tutto il mondo fornisce una base crescente di prove che aumentare il potere dei ritmi gamma nel cervello potrebbe aiutare a combattere l'Alzheimer e forse altre malattie neurologiche.

Onde gamma in cervello normale (sopra) e in uno con Alzheimer (Fonte: MIT)

Un decennio dopo che gli scienziati del Picower Institute for Learning and Memory del MIT hanno iniziato a testare la stimolazione sensoriale dei ritmi di frequenza 'gamma' a 40Hz nel cervello, per trattare il morbo di Alzheimer (MA) nei topi, dai laboratori di tutto il mondo è emerso un insieme crescente di evidenze a sostegno dell'idea che può migliorare la salute del cervello, nell'uomo, nonché negli animali.

Un nuovo studio di revisione apparso su PLOS Biology descrive lo stato aggiornato della ricerca e presenta alcune delle questioni fondamentali e cliniche in prima linea nella stimolazione gamma non invasiva. Li-Huei Tsai, prof.ssa del Picower, direttrice dell'Aging Brain Initiative del MIT e autrice senior della nuova revisione con il postdottorato Jung Park, ha affermato:

"Mentre abbiamo fatto tutte le nostre osservazioni, molti altri ricercatori del settore hanno pubblicato risultati molto coerenti. I ricercatori hanno usato molti modi diversi per indurre le gamma, compresa la stimolazione sensoriale, la stimolazione transcranica a corrente alternata o la stimolazione magnetica transcranica, ma la chiave è fornire stimolazione a 40 Hz. Tutte hanno effetti benefici".

Un decennio di scoperte al MIT

A partire da una pubblicazione su Nature nel 2016, una collaborazione guidata dalla Tsai ha prodotto una serie di studi che dimostrano che la stimolazione a 40Hz tramite luce, suono, le due combinate o la vibrazione tattile, riduce i segni distintivi della patologia del MA. Le indagini della collaborazione sui meccanismi sottostanti che producono questi benefici hanno finora identificato risposte cellulari e molecolari specifiche in molti tipi di cellule cerebrali come neuroni, microglia, astrociti, oligodendrociti e i vasi sanguigni del cervello.

L'anno scorso, ad esempio, il laboratorio ha riferito su Nature che la stimolazione audio e visiva a 40Hz ha indotto i interneuroni dei topi ad aumentare il rilascio del peptide VIP, facendo aumentare l'eliminazione di amiloide dal tessuto cerebrale attraverso il sistema glinfatico.

Nel frattempo, al MIT e alla Cognito Therapeutics, società fondata dal MIT, studi clinici di Fase II hanno dimostrato che le persone con MA esposte alla luce e al suono a 40Hz hanno sperimentato un significativo rallentamento dell'atrofia cerebrale e miglioramenti su alcune misure cognitive rispetto ai controlli non trattati. La Cognito, che ha anche misurato una conservazione significativa della 'materia bianca' del cervello nei volontari, ha condotto uno studio clinico fondamentale di fase III a livello nazionale sulla stimolazione sensoriale gamma per più di un anno.

"I neuroscienziati spesso lamentano che è un ottimo momento per avere il MA se sei un topo", hanno scritto Park e la Tsai nella revisione. "Il nostro obiettivo finale, quindi, è tradurre le scoperte del GENUS (Gamma Entrainment Using Sensory Stimulation) in una terapia sicura, accessibile e non invasiva per i pazienti con MA".

Un settore in crescita

Come la collaborazione della Tsai, che include i colleghi del MIT Edward Boyden ed Emery N. Brown, ha pubblicato i suoi risultati, molti altri laboratori hanno prodotto studi incrementando le prove che vari metodi di stimolazione sensoriale gamma non invasiva possono combattere la patologia di MA.Tra i molti esempi citati nella nuova revisione, nel 2024 un team di ricerca in Cina ha confermato indipendentemente che la stimolazione sensoriale a 40Hz aumenta i flussi di fluidi glinfatici nei topi.

In un altro esempio, un team della Harvard Medical School nel 2022 ha mostrato che la stimolazione gamma 40Hz con la Stimolazione Transcranica a Corrente Alternata ha ridotto significativamente l'onere di tau in tre volontari umani su quattro. E in un altro studio che ha coinvolto più di 100 persone, ricercatori in Scozia nel 2023 hanno usato la stimolazione gamma audio e visuale (a 37,5 Hz) per migliorare il richiamo della memoria.

Domande aperte

Nonostante il numero crescente di pubblicazioni che descrivono studi preclinici con topi e studi clinici con persone, rimangono domande aperte, riconoscono la Tsai e Park. Il team del MIT e altri stanno ancora esplorando i meccanismi cellulari e molecolari che sono alla base degli effetti della GENUS.

La Tsai ha affermato che il suo laboratorio sta esaminando altri neuropeptidi e sistemi neuromodulatori per comprendere meglio la cascata degli eventi che collegano la stimolazione sensoriale alle risposte cellulari osservate. Nel frattempo la natura del modo in cui alcune cellule, come le microglia, rispondono alla stimolazione gamma e come ciò influisce sulla patologia rimane poco chiara, ha aggiunto la Tsai.

Per studiare questi meccanismi fondamentali è importante eseguire uno studio clinico nazionale di fase III, ha affermato la Tsai, perché nuove intuizioni su come la stimolazione gamma non invasiva influisce sul cervello potrebbero migliorare ed espandere il suo potenziale terapeutico.

"Più comprendiamo i meccanismi, più avremo buone idee su come ottimizzare ulteriormente il trattamento", ha detto la Tsai. "E più comprendiamo la sua azione e i circuiti che colpisce, più sapremo quali altri disturbi neurologici ne trarranno beneficio, oltre al MA".

In effetti, la revisione punta agli studi del MIT e di altre istituzioni che forniscono almeno alcune prove che la GENUS potrebbe essere in grado di aiutare con Parkinson, ictus, ansia, epilessia, effetti collaterali cognitivi della chemioterapia e condizioni che riducono la mielina, come la sclerosi multipla. Il laboratorio della Tsai ha studiato se può aiutare anche con la sindrome di Down.

Le domande aperte possono aiutare a definire il prossimo decennio di ricerca sulla GENUS.