SfN 2019,我们采访了Li-Huei蔡主任Picower研究所学习和记忆的脑与认知科学系的麻省理工学院,她迷人的研究的主题,探讨了调制的影响在阿尔茨海默病脑节奏。蔡在会议上汇报她的工作在一个全体讲座前的临床试验发现在探索。你可以阅读我们的她的研究报告在这里。在这次采访中,我们来看一个更深的领域的非侵入性的刺激和听到它为什么有如此大量的治疗的承诺。

Ruairi Mackenzie (RM):你能总结研究你在全体吗?

Li-Huei蔡(LT):我们一直致力于阿尔茨海默病多年,在这节课,我特别关注神经网络活动的障碍,我们认为是非常与阿尔茨海默病相关。

从历史上看,对疾病工作的人倾向于关注分子或病理学或基因,但我们的想法是,所有这些分子和细胞事件收敛在系统层面上以避免大脑的功能。我们发现一个特定的网络活动被称为伽马振荡在病程早期损害我们认为这有助于疾病的进展。我们用各种方式,最终这种非侵入性的感官刺激来提高伽马振荡。我们发现这可以减少阿尔茨海默病的病理特征特点包括淀粉样斑块,(τ)缠结,神经元损失,突触损失甚至是提高认知。这个方法非常非侵入性,只需使用光线和声音。我认为我今天提交所有的观测提供了一些非常有前途的潜在研究途径。

RM:这些节奏产生从哪儿来的?你提到的GABA在演讲中间神经元,这些是唯一来源吗?

LT:系统神经科学家仍两个模型之间的辩论。的中间神经元本身就足以产生一个节奏或锥体细胞的神经元网络是必要的。在我们的研究中,很明显,如果我们沉默这些gaba ergic中间神经元,节奏不再生产,所以无论他们最初生成的,他们这些节奏是绝对必要的。

RM:这些节奏健康大脑的功能是什么?

LT:在健康的大脑,我提到我的讲座,增强γ节奏特别与高阶相关脑功能等动物时有效地从事某种形式的任务,如工作记忆,他们试图找出他们,去处理感觉信息,当伽马节奏非常活跃。

RM:我注意到的一件事数据你是当你刺激小鼠随机节奏而不是稳定的,有一个不断恶化的认知功能的稳定造成的动物而不是改进γ的节奏。这是为什么呢?

LT:行为我们还没有真正探索其他频率广泛但当你提到随机节奏…所以在初始光遗传学实验中,我们发现,当我们开车这些中间神经元与随机的节奏,就像随机频率,但是平均40 hz(这是我们最初的控制),那么我们所做的通知,这增加了淀粉样蛋白的水平,这个随机的节奏。但那是光遗传学;我们转向感官刺激后,随机光闪烁不再产生如此大的淀粉样蛋白的增加。我认为的区别与随机的节奏,直接驱动这些神经元后,他们变得非常随机,和感官刺激,我认为可能涉及一些过滤的γ的节奏,这样就不会产生这样的大脑中随机振荡。

RM:这些是随机节奏人类在我们的环境中会遇到什么?

LT:我认为存在这样的情况:你会看到随机节奏就像如果你去夜总会之类的,低频率的闪光,有时可以是随机的。所以,很多人问我如果你去夜总会你得到伽马节奏吗?频率是非常、非常缓慢,所以它可能是相反的伽马振荡。

RM:这些是gaba ergic中间神经元在阿尔茨海默氏症的一个特定阶段的影响?

LT:我认为现在有很多努力的看每个亚型的细胞不仅密切观察锥体神经元和中间神经元是如何影响。我会说很多这项工作还在进行中,例如,人们做的一件事,我的实验室是非常积极的在做,就是所谓的单细胞核糖核酸测序真的捕捉大脑中的每一个细胞的轮廓,看看它的变化。我们组和其他人也很积极地关注哪些类的中间神经元尤其受到阿尔茨海默病和我们不仅在小鼠模型,但事后人类大脑。

这些实验正在进行,但我们也有一个与艾伦大脑研究所合作,主要使用小鼠模型来测试如果我们沉默中间神经元的不同类别,如何影响结果。我们正在做很多不同的事情。至少有三个类的中间神经元,可能在每个类有亚型。他们被称为小清蛋白fast-spiking细胞(光伏电池)、生长抑素阳性细胞细胞(SST),这使衰弱到光伏电池控制它们,然后盈余是所谓的——血管活性肠polypeptide-expressing细胞细胞(VIP)。

RM:伽马节奏来自其中的一个特殊亚型?

LT:因此,光伏电池,小清蛋白的细胞,我们绝对显示最初10年前,optogenetically驱动这些特定的细胞就足以产生伽马。我认为光伏电池肯定是主力生产γ但问题仍然对这些其他两种类型;他们扮演什么样的角色规范光伏电池吗?他们在这些有益的功能中发挥作用和伽马振荡,我们观察吗?

RM:你在演讲中提到的问题仍然是为什么针对这些伽马节奏会导致这些影响。我们知道这个什么?

LT:一方面,我们发现所有的不同细胞类型对伽马振荡——我谈论小胶质细胞,我谈论神经元,我谈论脉管系统,他们应对gamma节律产生这些迷人的改变他们的行为,似乎都收敛于降低病理,提高认知的改变。我们仍然不明白的基本问题是“如何这些不同的细胞伽马振荡?”,这是规避美国和我们非常努力在这个连接。我说这是现在缺失的环节,在我们的调查。

RM:你可以看看伽马节奏通过大脑和传播领域刺激顺序?

LT:我们还没有这些数据。我认为现在有很多新技术,可以帮助我们研究。例如,最近我刚听说人们构建这种新型的双光子显微镜。现在,双光子技术仅限于看特定的焦点大脑区域,但现在有一个名为内消旋的新显微镜显微镜,你可以看看整个大脑。你可以想象如果我们能有这样的设置我们可以使用标签的所有神经元钙指标在大脑中,一旦我们发光γ的光,我们可以实时跟踪订单的激活,在不同的大脑区域。这就是我们希望的事情我们可以做的。

RM:你开始临床试验和与年轻健康的志愿者所做的测试来检查刺激没有负面影响。你做了任何认知测试你的健康志愿者吗?

LT:不,我们没有这样做。我们确实看到安全性和遵从性和同时,老实说,在年龄,野生型小鼠,我们可以看到改善认知功能,但在年轻的老鼠我们看不到它。年轻老鼠他们已经非常,非常好的和属我们真的没有看到进一步的改进。这就是为什么在人类,我们真的不敢看的行为。

RM:对这种非侵入性的刺激更广泛的问题。有前途的研究使用经颅磁刺激(TMS),另一种类型的非侵入性的刺激。你觉得更广泛的领域已经开始接受我们不需要入侵大脑中有积极作用?

LT:我认为这是绝对的路要走,因为它很安全。我认为它没有太大的成本相比,所有这些药物开发的各种医药行业。我认为非侵入性的感官刺激是特别有吸引力,因为与TMS说这个病人可能是要去医院接受刺激,但光,所有你需要的是一个简单的光面板和扬声器,每个人都可以在家里做。很容易,可伸缩的,非常非侵入性和感官刺激的一个明显的优势,因为我在我的演讲是大的大脑区域传播的性质。通常用大脑刺激脑深部电刺激一样,我们在一个非常刺激焦点;呆在这个焦点的影响。我认为这取决于目的如果你想传播的影响,感官刺激。

RM:你为什么认为这些技术还没有探索作为治疗的方法吗?

LT:我们只是我们的第一篇论文发表在2016年和我说这个领域已经很快但人体试验总是需要时间。FDA说这个东西是否真正有效,他们通常希望看到它在数百个测试后,如果不是数以千计的病人,所以需要时间。

Li-Huei蔡Ruairi J Mackenzie说,科学技术网络作家。捷克葡萄牙直播长度和清晰度是经过编辑的采访内容。