Ricerche

Ricercatori del MIT hanno riferito i risultati di uno studio clinico iniziale di test con luce non invasiva a 40Hz e trattamento con il suono.

Un partecipante allo studio sulle onde gamma all'interno dello scanner.

Un paio di studi clinici di fase iniziale che testimoniano la sicurezza e l'efficacia della stimolazione sensoriale a 40 Hz per trattare il morbo di Alzheimer (MA) ha scoperto che la terapia potenziale è stata ben tollerata, non ha prodotto effetti avversi gravi ed è associata ad alcuni benefici neurologici e comportamentali significativi in una piccola coorte di partecipanti.

Li-Huei Tsai, prof.ssa del Picower Institute for Learning and Memory al MIT e autrice senior degli studi pubblicati su PLOS ONE del 1° dicembre, ha affermato:

"In questi studi clinici siamo stati lieti di vedere che i volontari non hanno riscontrato problemi di sicurezza e hanno usato i nostri dispositivi sperimentali di luce e suono a casa loro in modo coerente. Sebbene siamo incoraggiati anche di vedere alcuni effetti positivi significativi sul cervello e sul comportamento, li stiamo interpretando con cautela, data la piccola dimensione del campione e la breve durata dello studio.

"Questi risultati non sono prove sufficienti di efficacia, ma riteniamo che diano chiaro supporto a uno studio più ampio della stimolazione sensoriale a 40Hz come potenziale terapia non invasiva per il MA".

In tre studi eseguiti dal 2016 al 2019, il laboratorio della Tsai aveva scoperto che l'esposizione dei topi allo sfarfallio leggero o al ticchettio sonoro alla frequenza del ritmo cerebrale della banda gamma di 40Hz, o impiegando la luce e il suono insieme, produce effetti positivi diffusi.

I topi trattati, che modellano la patologia del MA, hanno avuto miglioramenti nell'apprendimento e nella memoria, riduzione dell'atrofia cerebrale e meno perdita di neuroni e di sinapsi, e hanno mostrato livelli più bassi di amiloide-beta e di tau fosforilato, i segni distintivi del MA, rispetto ai controlli non trattati. La stimolazione sembra produrre questi effetti aumentando il potere e la sincronia del ritmo cerebrale a 40Hz che, secondo la diimostrazione del laboratorio, influisce profondamente sull'attività di diversi tipi di cellule del cervello, inclusa la sua vascolarizzazione.

Progetti di studio

Sulla base di questi risultati incoraggianti, Diane Chan, neurologa del Massachusetts General Hospital e post-dottorato nel laboratorio della Tsai, ha guidato i due nuovi studi clinici al MIT. Una prima serie di test (studio di Fase 1) ha arruolato 43 volontari di varie età, tra cui 16 persone con MA iniziale, per confermare che l'esposizione alla luce e al suono a 40Hz è sicura e per verificare se aumenta il ritmo e la sincronia di 40Hz con alcuni minuti esposizione, misurata con elettrodi EEG.

Lo studio includeva anche due pazienti con epilessia all'Università dello Iowa, che hanno acconsentito alla misurazioni di strutture cerebrali più profonde durante l'esposizione alla stimolazione sensoriale a 40 Hz durante la chirurgia correlata all'epilessia.

La seconda serie di test, uno studio pilota di Fase 2A, ha arruolato 15 persone con MA iniziale in uno studio singolo cieco, randomizzato e controllato per ricevere la stimolazione con luce e suono (o stimolazione finta a 40Hz per i controlli) per un'ora al giorno per almeno tre mesi. Sono stati sottoposti a visite all'inizio e nel corso dello studio, che comprendevano misurazioni EEG durante la stimolazione, scansioni MRI del volume del cervello e test cognitivi.

Il dispositivo di stimolazione che i volontari hanno usato a casa loro (un pannello di luce sincronizzato con un altoparlante) era dotato di videocamere per monitorare l'uso del dispositivo. I partecipanti hanno anche portato bracciali monitorali durante l'esperimento. Lo studio di Fase 2A è stato lanciato poco prima dell'inizio della pandemia di Covid-19 nel 2020, e quindi alcuni partecipanti non sono riusciti a sottoporsi a esame dopo tre mesi. Lo studio riporta quindi i risultati solo di un periodo di quattro mesi.

Risultati dello studio

Nello studio di fase 1 i volontari hanno compilato un questionario sugli effetti collaterali, riportando alcuni effetti negativi minori ma non importanti. Il più comune era sentirsi "sonnolento o assopito". Nel frattempo, le misurazioni, prese con elettrodi del cuoio capelluto EEG raggruppati nei siti frontali e occipitali, hanno mostrato aumenti significativi della potenza ritmica a 40 Hz in ciascun sito corticale, tra partecipanti giovani e anziani cognitivamente normali, come pure tra i volontari con MA lieve.

Le letture hanno anche dimostrato un aumento significativo della coerenza alla frequenza a 40Hz tra i due siti. Nei due volontari con epilessia, le misurazioni hanno mostrato aumenti significativi della potenza di 40Hz in regioni cerebrali più profonde come il gyrus rectus, l'amigdala, l'ippocampo e l'insula, senza eventi avversi, tipo le convulsioni.

Nello studio di Fase 2A, né i volontari trattati né i controlli hanno riportato eventi avversi gravi. Entrambi i gruppi hanno usato i loro dispositivi il 90% delle volte. Gli 8 volontari trattati con stimolazione a 40Hz hanno avuto diversi effetti benefici che hanno raggiunto un significato statistico rispetto ai 7 volontari nella condizione di controllo. I partecipanti di controllo hanno mostrato due segni di atrofia cerebrale, come previsto con la progressione della malattia: volume ridotto dell'ippocampo e un aumento del volume di spazi aperti o ventricoli.

I pazienti trattati non hanno subito cambiamenti significativi in questi valori, ma hanno mostrato una migliore connettività tra le regioni cerebrali coinvolte nella modalità predefinita del cervello e le reti visive mediali, che sono correlate rispettivamente alla cognizione e all'elaborazione visiva. I pazienti trattati hanno anche mostrato schemi di sonno più coerenti rispetto ai controlli.

Né i gruppi di trattamento, né i controlli hanno mostrato differenze dopo soli tre mesi nella maggior parte dei test cognitivi, ma il gruppo di trattamento ha avuto risultati significativamente migliori su un test di associazione nome-viso, un'attività di memoria con un forte componente visivo. I due gruppi, che erano uniformemente abbinati per età, genere, stato del gene del rischio ApoE e punteggi cognitivi, differivano per anni di istruzione, ma quella differenza non aveva alcuna relazione con i risultati, hanno scritto i ricercatori.

"Dopo così poco tempo non ci aspettavamo di vedere effetti significativi sui valori cognitivi, quindi è stato incoraggiante vedere che almeno sull'associazione nome-viso il gruppo di trattamento è andato significativamente meglio", ha detto Chan.

Su PLOS ONE i ricercatori hanno concluso:

"Nel complesso, questi risultati suggeriscono che il GENUS 40Hz ha effetti positivi sulla patologia e sui sintomi correlati al MA e dovrebbe essere studiato in modo più ampio per valutarne il potenziale come intervento di modifica della malattia".

Dopo la fine dello studio, tutti i partecipanti sono stati autorizzati a continuare a usare i dispositivi che forniscono la stimolazione a 40Hz. Il team del MIT sta ora pianificando nuovi studi clinici per verificare se la stimolazione sensoriale a 40Hz può essere efficace nel prevenire l'insorgenza di MA nei volontari ad alto rischio e sta lanciando studi preliminari per determinarne il potenziale terapeutico per la malattia di Parkinson e la sindrome di Down.

Cognito Therapeutics, una società spin-off del MIT co-fondata dalla Tsai e dal coautore Ed Boyden, professore di neurotecnologia del MIT, ha lanciato studi di fase 3 di stimolazione sensoriale a 40Hz come trattamento di MA usando un dispositivo diverso.