PLoS One：40Hz 感官刺激的小型研究证实了安全性，表明对阿尔茨海默病有益

两项测试 40Hz 感官刺激治疗阿尔茨海默病的安全性和有效性的早期临床研究发现，这种潜在的疗法耐受性良好，没有产生严重的不良反应，并在一小群参与者中产生了一些显著的神经和行为益处。

麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所

12月1日消息

“在这些临床研究中，我们很高兴地看到，志愿者没有遇到任何安全问题，他们一直在家里使用我们的实验光和声音设备，”麻省理工学院（MIT）皮考尔学习与记忆研究所（Picower Institute for Learning and Memory）的皮考尔教授、资深作者 Li-Huei Tsai 说，“虽然我们也很高兴看到对大脑和行为有一些显著的积极影响，但考虑到我们的研究样本量小、持续时间短，我们正在谨慎地解释它们。这些结果并不是有效的充分证据，但我们相信它们清楚地支持继续对 40Hz 感官刺激进行更广泛的研究，作为一种潜在的无创治疗阿尔茨海默病的方法。”研究结果于近日发表在《公共科学图书馆：综合》（PLOS ONE）杂志上。

研究于2022年12月1日发表在《PLOS ONE》（最新影响因子：3.752）杂志上

在 2016-2019 年的三项研究中，Tsai 的实验室发现，将小鼠暴露在 40Hz 伽马波段脑节律频率的闪烁光或咔哒声中，或将光和声音结合使用，产生了广泛的有益影响。模拟阿尔茨海默病病理的小鼠在接受治疗后，学习和记忆都有改善，减少了脑萎缩、神经元和突触损失，与未接受治疗的对照组相比，其标志性的阿尔茨海默病蛋白 β-淀粉样蛋白和磷酸化tau蛋白水平较低。这种刺激似乎是通过增加 40Hz 大脑节律的功率和同步性来产生这些效果的，实验室已经证明，这种节律深刻地影响了包括大脑血管系统在内的几种脑细胞的活动。

研究设计

基于这些令人鼓舞的结果，麻省总医院（Massachusetts General Hospital，MSH）的神经科医生、Tsai 实验室的博士后临床研究员 Diane Chan 在麻省理工学院（MIT）领导了两项新的临床研究。一组测试，即“第一阶段”研究，招募了 43 名不同年龄的志愿者，其中包括 16 名患有早期阿尔茨海默病的人，以确认暴露于 40Hz 的光和声音下是安全的，并通过脑电图（EEG）电极测量，测试暴露在 40Hz 的光和声音下几分钟后是否会增加 40Hz  的节律和同步性。该研究还包括爱荷华大学（University of Iowa）的两名癫痫患者，他们同意在接受癫痫相关手术时，在暴露于 40Hz 感官刺激期间对更深的大脑结构进行测量。

第二组测试是一项“2A 期”试点研究，在一项单盲、随机、对照研究中招募了 15 名患有早期阿尔茨海默病的人，以接受暴露于 40Hz 光和声（或非 40Hz “假”刺激实验控制）每天一小时至少三个月。他们接受了基线和后续访问，包括刺激期间的脑电图测量、脑容量的 MRI 扫描和认知测试。志愿者在家中使用的刺激设备（与扬声器同步的光板）配备了摄像机以监控设备的使用情况。参与者在参与试验期间还佩戴了睡眠监测手环。

2A 期试验是在 2020 年 Covid-19 大流行爆发之前启动的，导致一些参与者在三个月后无法接受随访。因此，该研究仅报告了四个月的结果。

研究成果

在第一阶段的研究中，志愿者填写了一份关于副作用的问卷，报告了一些轻微的但没有严重的副作用。最常见的是感觉“困或昏昏欲睡”。同时，用聚集在额叶和枕叶部位的头皮脑电图电极进行的测量显示，在认知正常的年轻和年长参与者以及轻度阿尔茨海默病志愿者中，每个皮层部位的 40Hz 节律功率显著增加。读数还显示，两个地点之间在 40Hz 频率处的相干性显著增加。在两名患有癫痫的志愿者之间，测量结果显示，在更深层的大脑区域，如直回、杏仁核、海马体和脑岛，40Hz 的功率显著增加，没有包括癫痫发作在内的不良事件。

在 2A 期研究中，接受治疗的志愿者和对照组的志愿者均未报告严重不良事件。两组人 90% 的时间都在使用他们的设备。与控制条件下的 7 名志愿者相比，接受 40Hz 刺激治疗的 8 名志愿者经历了一些达到统计学显著性的有益效果。对照组参与者表现出两种随着疾病进展而预期的脑萎缩迹象：海马体体积减少和开放空间或脑室体积增加。接受治疗的患者在这些指标上没有经历显著变化。接受治疗的患者还表现出更好的跨大脑区域的连接性，这些区域涉及大脑的默认模式和内侧视觉网络，分别与认知和视觉处理有关。接受治疗的患者也表现出比对照组更一致的睡眠模式。

仅三个月后，治疗组和对照组在大多数认知测试中均未显示出任何差异，但治疗组在人脸-姓名关联测试（一项具有强烈视觉成分的记忆任务）中的表现明显更好。研究人员写道，这两组在年龄、性别、APOE 风险基因状态和认知得分方面均等，但在受教育年限方面存在差异，但这种差异与结果无关。

“在这么短的时间之后，我们预计不会对认知测量产生显著影响，因此令人鼓舞的是，至少在面孔-名字关联方面，治疗组确实表现得更好，”Chan 说。

在 PLOS ONE 中，研究人员得出结论：“总的来说，这些发现表明 40Hz GENUS 对 AD 相关的病理学和症状具有积极影响，应该进行更广泛的研究以评估其作为 AD 疾病缓解干预措施的潜力。”

研究结束后， 所有参与者被允许继续使用设置为 40Hz 的刺激设备。

MIT 的团队现在正计划进行新的临床研究，以测试 40Hz 感官刺激是否可以有效预防高危志愿者的阿尔茨海默病发作，并正在开展初步研究以确定其对帕金森病和唐氏综合症的治疗潜力。Cognito Therapeutics 是麻省理工学院的一家衍生公司，由 Tsai 和合著者 Ed Boyden，MIT 神经技术教授 Y. Eva Tan 共同创立，该公司已经启动了使用不同设备的 40Hz 感官刺激治疗阿尔茨海默病的第三期临床试验。

Tsai、Boyden 和共同作者 EmeryN.Brown、MIT 计算神经科学和医学工程教授 Edward Hood Taplin 是 MIT 大脑老化计划（Aging Brain Initiative）的联合创始人之一，该计划推动了 MIT 的这项合作和其他神经退行性变研究。