伽馬交流電刺激治療阿爾茨海默癥研究獲新進展

近日，中國科學院深圳先進技術研究院副研究員劉倩與美國加利福尼亞大學戴維斯分校教授Min Zhao、加利福尼亞大學舊金山分校副教授Theodore Zanto合作，在《細胞與生物科學》（Cell & Bioscience）上，發表了題為“Intensity-dependent gamma electrical stimulation regulates microglial activation，reduces beta-amyloid load，and facilitates memory in a mouse model of Alzheimer's disease”的研究文章。該研究采用數字建模和有限元建模（FEM），計算了顱內伽馬交流電刺激在深腦不同功能腦區的有效刺激電場分布和安全性評價。繼而，該工作對5xFAD小鼠開展為期4周的程序式顱內伽馬交流電刺激治療，發現該治療技術能夠顯著減少皮層和海馬中的Aβ1-42沉積并激活小鼠皮層和海馬中的小膠質細胞，促進5xFAD小鼠的學習記憶功能呈現以刺激強度依賴式改善。

阿爾茨海默癥（Alzheimer's disease，AD）是一類慢性中樞神經退行性疾病，主要表現為進行性的記憶力減退以及認知障礙，是造成癡呆的重要原因。AD病因的β-淀粉樣蛋白（Aβ）假說認為，Aβ的積累在導致神經元功能障礙和細胞死亡的連鎖反應中起重要作用，導致AD患者認知能力下降。近年來，科學家采用多種生物物理刺激技術（超聲、光、電、磁刺激等），改善AD腦內Aβ超載的治療研究，推進了延緩和預防AD導致認知功能缺失的治療研究進展。其中，具有代表性的研究采用閃光刺激可一定程度地調控AD模型小鼠腦電波的伽馬振蕩異常，改善受損的學習記憶功能。然而，有最新研究反駁了這一發現，認為閃光刺激不能調控腦電波伽馬振蕩，也無法減少AD小鼠腦內Aβ過量沉積或改善AD癥狀，甚至閃光刺激會引起實驗小鼠的情緒排斥。這一研究爭論可能源于閃光刺激這種間接手段。而經顱或顱內交流電刺激則被認為可以直接將刺激電流遞送入腦，通過對神經細胞活動的電刺激調節，實現清除Aβ和改善學習記憶功能的治療目的。

結合前期成果（顱內伽馬交流電刺激能夠增強5xFAD小鼠海馬和室下區的神經發生），該團隊證實了伽馬交流電刺激對中樞神經退行性疾病的神經新生和神經免疫激活作用。這些細胞響應可能推動了AD小鼠腦內Aβ的清除，從而實現學習認知和記憶功能的改善，為電刺激治療AD的臨床策略和轉化應用提供了新的實驗依據。