Licht en geluid vertragen Alzheimer mogelijk door gifstoffen in de hersenen te verwijderen

Hersennetwerken die afvalstoffen verwijderen worden versterkt.
door Tsenne Kikke - woensdag 6 maart 2024 19:30

Een experimentele behandeling van de ziekte van Alzheimer met geluiden en flikkerend licht is veelbelovend gebleken bij muizen en mensen. Nu hebben Amerikaanse wetenschappers vastgesteld waarom deze aanpak werkt: hij versterkt de hersennetwerken die afvalstoffen verwijderen.

Er is een nieuwe verklaring voor het feit dat een experimentele behandeling van de ziekte van Alzheimer cognitieve achteruitgang kan vertragen. Het gaat om een behandeling waarbij een patiënt wordt blootgesteld aan geluiden en flikkerende lichten. De frequenties van die geluiden en lichten lijken de hersennetwerken voor afvalverwerking te versterken. Dat stimuleert de verwijdering van bèta-amyloïde en andere giftige eiwitten die bijdragen aan geheugen- en concentratieproblemen.

’Zodra we het mechanisme begrijpen, kunnen we uitzoeken hoe we dit concept verder kunnen optimaliseren en de werkzaamheid kunnen verbeteren’, zegt neuroloog Li-Huei Tsai van het Massachusetts Institute of Technology. Samen met haar collega’s publiceerde zij het werk in het wetenschappelijk vakblad 'Nature'.

Flikkeren

De behandeling stelt mensen bloot aan lichten die flikkeren met een frequentie van 40 keer per seconde, ofwel 40 hertz, en een laag geluid, ook met 40 Hz. De stimulatie duurt meestal een uur per dag.

De achterliggende gedachte is dat grote netwerken van hersencellen van nature synchroon met elkaar vuren op verschillende frequenties. Dat fenomeen staat bekend als hersengolven. Hersengolven van rond de 40 Hz worden vaak waargenomen wanneer mensen zich concentreren en wanneer ze herinneringen vormen of ophalen. Omdat bekend was dat visuele of auditieve stimulatie op een bepaalde frequentie hersengolven op diezelfde frequentie kan stimuleren, besloot het team van Tsai in 2016 te onderzoeken of zij op deze manier de cognitieve vaardigheden bij alzheimerpatiënten konden stimuleren.

Afvoersysteem

Hun groep en anderen toonden aan dat deze behandeling de opbouw van amyloïde bij muizen met een versie van Alzheimer verminderde. De opbouw van het eiwit amyloïde staat in verband met het ontstaan van de ziekte. De behandeling leverde ook cognitieve vooruitgang op bij mensen met de aandoening, al is dat alleen vastgesteld in kleine onderzoeken.

Tot nog toe was het onduidelijk waarom deze behandeling werkt. Een van de andere ideeën was dat het geluid en het licht de functie van de immuuncellen in de hersenen stimuleert.

Nu lijkt het erop dat de speciale lichten en geluiden werken het afvoersysteem van de hersenen verbeteren. Dat staat ook wel bekend als het glymfatisch systeem (zie onderaan).

Afvalvocht

Het team van Tsai voerde een reeks experimenten uit om het behandelingsmechanisme te bestuderen bij muizen die genetisch zo waren veranderd dat ze een opeenhoping van amyloïde ontwikkelen. Ze hebben daardoor een slechter geheugen dan gewone muizen.

Zoals verwacht hadden de dieren minder amyloïde na een behandeling met het licht en geluid. De onderzoekers ontdekten ook dat er tijdens de behandeling een grotere hoeveelheid cerebrospinaal vocht de hersenen binnenkwam, en meer afvalvocht de hersenen verliet via de glymfatische vaten. Dit leek te gebeuren doordat nabijgelegen bloedvaten meer pulseerden. Dat kan helpen om de glymfatische vloeistof door de vaten te duwen.

Het team ontdekte ook dat de activiteit van een specifiek type hersencel, bekend als een interneuron, de verhoogde glymfatische stroming leek op te wekken door een bepaald molecuul vrij te geven, de ‘vasoactieve intestinale peptide’. Toen het team de productie van dit molecuul chemisch blokkeerde, stimuleerde de behandeling de verwijdering van amyloïde niet langer.

Hersenvloeistof

Neuroloog Maiken Nedergaard van de Universiteit van Rochester in New York zegt dat de bevinding past bij wat we al wisten. ’De hersenen, het bloed en het hersenvocht zitten allemaal in de schedel. Als het bloedvolume uitzet, moet het volume van de hersenvloeistof meebewegen omdat hersenweefsel niet samendrukbaar is.’

In een begeleidend artikel in 'Nature Medicine' zegt Nedergaard dat een beter begrip van de mechanismen van gifopruiming in de hersenen ’de sleutel kan zijn tot het ontsluiten van het therapeutisch potentieel’.

Bron: New Scientist

Het glymfatisch systeem

Het subarachnoid lymphatic-like membrane, afgekort tot SLYM, scheidt schoon hersenvocht van hersenvocht dat afvalstoffen bevat.

Het brein blijkt nu eenmaal een structuur te bevatten om afvalstoffen af te voeren. Die structuur was tot nu toe onbekend. Het gaat om een dun vlies rondom de hersenen, dat vers aangemaakt hersenvocht met voedingsstoffen scheidt van ‘oud’ vocht met afvalproducten afkomstig van hersencellen. Dat ontdekte moleculair bioloog Kjeld Møllgård, van de Universiteit van Kopenhagen, samen met zijn team.

Het was al bekend dat de hersenen bedekt zijn met drie hersenvliezen, vlak onder de schedel. Daar komt nu dus een vierde vlies bij, schreven de onderzoekers in 'Science'. Het ligt boven het binnenste hersenvlies in de subarachnoïdale ruimte. Daarom heeft het vlies de naam subarachnoid lymphatic-like membrane gekregen. Met een dikte van hooguit enkele cellen is het flinterdun.

Het SLYM springt niet snel in het oog. Omdat het membraan uit elkaar valt als de hersenen bij een autopsie uit de schedel worden getild, was het tot nu onopgemerkt gebleven. Bovendien is het membraan te dun om op hersenscans zichtbaar te zijn.

Glow-in-the-dark

Møllgårds team kwam het vlies voor het eerst op het spoor bij muizen toen de onderzoekers een genetische techniek gebruikten die de cellen van het SLYM fluorescerend groen kleurde. Bij onderzoek aan lichamen van mensen die hun lichaam gedoneerd hebben aan de wetenschap, zagen ze dat het weefsel ook daar aanwezig is.

Tien jaar geleden ontdekten biologen al dat het brein dunne buisjes bevat die oud vocht uit de hersencellen verzamelen. Dat staat inmiddels bekend als het glymfatisch systeem, als een knipoog naar het lymfesysteem van het gehele lichaam. Het lijkt er nu op dat die buisjes de afvalstoffen lozen in het oude hersenvocht, zegt Nedergaard.

Als afvalproducten van hersencellen niet goed worden afgevoerd, kan dat een rol spelen bij hersenziektes. Van opeenstapelingen van de eiwitten tau- en bèta-amyloïde wordt bijvoorbeeld gedacht dat ze betrokken zijn bij het ontwikkelen van alzheimer. Daarom is de afvoer van afvalstoffen, die vrijkomen bij de stofwisseling van hersencellen, belangrijk om het brein gezond te houden.

Afweer

Het SLYM van zowel muis als mens bevat afweercellen. Op die manier zou het membraan de vroege opsporing van infecties in het hersenvocht mogelijk kunnen maken, zegt Nedergaard.

‘Dit is een fascinerende vondst’, zegt neurowetenschapper Marios Politis van de Universiteit van Exeter in het Verenigd Koninkrijk. ‘De ontdekking zal grote gevolgen hebben voor onze kennis van het glymfatisch systeem.’

"Vind mensen, die in zichzelf zowel de motivatie als de aangeboren drijfveer hebben om aan hun Innerlijke Zelf te werken, en we zullen hen gidsen."

- DIMschool vzw, de énige gespecialiseerd in Zelfkennis, zijnde: het kennen van het Zelf -
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

En, voel jij je geroepen om Spiritualia te sponsoren?
Klik dan op deze link. Alvast bedankt!

Overschrijven kan ook via: IBAN: BE22 7795 9845 2547 - BIC: GKCCBEBB

- Indien je zo'n (bak)steentje bijdraagt, ook eventueel via een aankoop of een Zoek&Vind abonnement, mogen we jouw naam hieronder publiceren? Laat het ons weten! -