A evidência de que a estimulação sensorial não invasiva de ritmos cerebrais de frequência gama de 40 Hz pode reduzir a patologia e os sintomas da doença de Alzheimer, já demonstrada com luz e som por vários grupos de investigação em ratos e humanos, estende-se agora à estimulação táctil. Um novo estudo realizado por cientistas do MIT mostra que modelos de camundongos com Alzheimer expostos a vibrações de 40 Hz uma hora por dia durante várias semanas mostraram melhora na saúde cerebral e na função motora em comparação com controles não tratados.
O grupo do MIT não é o primeiro a mostrar que a estimulação tátil de frequência gama pode afetar a atividade cerebral e melhorar a função motora, mas é o primeiro a mostrar que a estimulação também pode reduzir os níveis da proteína tau fosforilada, marca registrada do Alzheimer, impedir que os neurônios morram ou perdendo suas conexões de circuito de sinapse e reduzindo danos ao DNA neural.
“Este trabalho demonstra uma terceira modalidade sensorial que podemos usar para aumentar o poder gama no cérebro”, disse Li-Huei Tsai, autor correspondente do estudo, diretor do Instituto Picower de Aprendizagem e Memória e da Iniciativa do Cérebro Envelhecido do MIT. e Professor Picower no Departamento de Ciências do Cérebro e Cognitivas (BCS). “Estamos muito entusiasmados em ver que a estimulação tátil de 40 Hz beneficia as habilidades motoras, o que não foi demonstrado nas outras modalidades. Seria interessante ver se a estimulação tátil pode beneficiar seres humanos com deficiência na função motora.”
Ho-Jun Suk, Nicole Buie, Guojie Xu e Arit Banerjee são os principais autores do estudo em Frontiers in Aging Neuroscience e Ed Boyden, Y. Eva Tan Professor de Neurotecnologia no MIT, é co-autor sênior do artigo. Boyden, um membro afiliado do Instituto Picwoer, também é nomeado no BCS, bem como nos Departamentos de Bioengenharia e Artes e Ciências da Mídia, no Instituto McGovern de Pesquisa do Cérebro e no Cener K. Lisa Yang de Biônica.
Sentindo a vibração
Em uma série de artigos iniciados em 2016, uma colaboração liderada pelo laboratório de Tsai demonstrou que a oscilação da luz e/ou cliques sonoros a 40 Hz (uma tecnologia chamada GENUS para arrastamento gama usando estímulos sensoriais) reduz os níveis de proteínas beta-amilóide e tau. , previne a morte de neurônios e preserva sinapses e até sustenta o aprendizado e a memória em uma variedade de modelos de camundongos com doença de Alzheimer. Mais recentemente, em estudos clínicos piloto, a equipa demonstrou que a estimulação luminosa e sonora de 40 Hz era segura, aumentava com sucesso a actividade cerebral e a conectividade e parecia produzir benefícios clínicos significativos num pequeno grupo de voluntários humanos com doença de Alzheimer em fase inicial. Outros grupos replicaram e corroboraram os benefícios para a saúde da estimulação sensorial de 40 Hz e uma empresa spin-off do MIT, a Cognito Therapeutics, lançou ensaios clínicos de fase III de estimulação luminosa e sonora como tratamento para a doença de Alzheimer.
O novo estudo testou se a estimulação tátil de 40 Hz em todo o corpo produzia benefícios significativos em dois modelos de camundongos comumente usados para neurodegeneração de Alzheimer, o camundongo Tau P301S, que recapitula a patologia tau da doença, e o camundongo CK-p25, que recapitula a perda de sinapse e Danos no DNA observados em doenças humanas. A equipe concentrou suas análises em duas áreas do cérebro: o córtex somatossensorial primário (SSp), onde as sensações táteis são processadas, e o córtex motor primário (MOp), onde o cérebro produz comandos de movimento para o corpo.
Para produzir a estimulação vibratória, os pesquisadores colocaram gaiolas de ratos sobre alto-falantes reproduzindo som de 40 Hz, que vibrava as gaiolas. Os camundongos controle não estimulados estavam em gaiolas intercaladas na mesma sala para que todos os camundongos ouvissem o mesmo som de 40 Hz. As diferenças medidas entre os camundongos estimulados e de controle foram, portanto, feitas pela adição de estimulação tátil.
Primeiro, os pesquisadores confirmaram que a vibração de 40 Hz fez diferença na atividade neural no cérebro de camundongos saudáveis (ou seja, sem Alzheimer). Conforme medido pela expressão da proteína c-fos, a atividade aumentou duas vezes no SSp e mais de 3 vezes no MOp, um aumento estatisticamente significativo no último caso.
Assim que os investigadores souberam que a estimulação tátil de 40 Hz poderia aumentar a atividade neural, avaliaram o impacto na doença nos dois modelos de ratos. Para garantir que ambos os sexos estivessem representados, a equipe utilizou camundongos P301S machos e camundongos CK-p25 fêmeas.
Camundongos P301S estimulados por três semanas mostraram preservação significativa de neurônios em comparação com controles não estimulados em ambas as regiões do cérebro. Camundongos estimulados também mostraram reduções significativas na tau no SSp em duas medidas e exibiram tendências semelhantes no MOp.
Camundongos CK-p25 receberam seis semanas de estimulação vibratória. Estes ratos mostraram níveis mais elevados de marcadores de proteínas sinápticas em ambas as regiões do cérebro em comparação com ratos de controlo não vibrados. Eles também mostraram níveis reduzidos de danos ao DNA.
Finalmente, a equipe avaliou as habilidades motoras de ratos expostos à vibração versus não expostos. Eles descobriram que ambos os modelos de mouse foram capazes de permanecer em uma haste giratória por muito mais tempo. Os ratos P301S também se agarraram a uma rede de arame durante significativamente mais tempo do que os ratos de controlo, enquanto os ratos CK-p25 mostraram uma tendência positiva, embora não significativa.
“O estudo atual, juntamente com nossos estudos anteriores usando GENUS visual ou auditivo, demonstra a possibilidade de usar a estimulação sensorial não invasiva como uma nova estratégia terapêutica para melhorar a patologia e melhorar o desempenho comportamental em doenças neurodegenerativas”, concluíram os autores.
O apoio para o estudo veio da Fundação JPB, Instituto Picower de Aprendizagem e Memória, Eduardo Eurnekian, Fundação DeGroof-VM, Halis Family Foundation, Melissa e Doug Ko Hahn, Lester Gimpelson, Eleanor Schwartz Charitable Foundation, The Dolby Family, Kathleen e Miguel Octavio, Jay e Carroll Miller, Anne Gao e Alex Hu e Charles Hieken.
FONTES:
- https://picower.mit.edu/news/40-hz-vibrations-reduce-alzheimers-pathology-symptoms-mouse-models
- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnagi.2023.1129510/full
