現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)研究了閃爍光的工作原理。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)，暴露在40Hz的光脈沖下，會(huì)導(dǎo)致大腦釋放大量的信號(hào)化學(xué)物質(zhì)，可能有助于對(duì)抗疾病。

盡管這項(xiàng)研究是對(duì)健康小鼠進(jìn)行的，但這項(xiàng)新研究與人體試驗(yàn)直接相關(guān)，在該試驗(yàn)中，阿爾茨海默病患者暴露于40Hz的聲光下。佐治亞理工學(xué)院（Georgia Institute of Technology）在小鼠身上獲得的見識(shí)正在與埃默里大學(xué)（Emory University）合作，為人體試驗(yàn)提供信息。

該研究的第一作者克里斯蒂·加爾扎（Kristie Garza）說：“我將在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)小鼠進(jìn)行取樣，同時(shí)，一位同事將對(duì)病人的體液樣本進(jìn)行驚人的相似分析?！?Garza是佐治亞理工大學(xué)安娜貝爾·辛格（Annabelle Singer）實(shí)驗(yàn)室的研究助理，也是埃默里大學(xué)神經(jīng)科學(xué)項(xiàng)目的成員。

特別是激增的信號(hào)分子之一與稱為小膠質(zhì)細(xì)胞的大腦免疫細(xì)胞的激活有關(guān)，它清除了阿爾茨海默病的標(biāo)志物-β-淀粉樣斑塊，這是堆積在大腦細(xì)胞之間的垃圾蛋白質(zhì)。

2016年，研究人員發(fā)現(xiàn)，在40Hz閃爍的光會(huì)激活阿爾茨海默病小鼠的小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞來清除這些垃圾。這項(xiàng)新的研究尋找了一種大腦化學(xué)物質(zhì)，這種化學(xué)物質(zhì)將閃爍光與小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞和其他免疫激活聯(lián)系起來，并暴露出20種細(xì)胞因子的激增——細(xì)胞外分泌的小蛋白，它們向其他細(xì)胞發(fā)出信號(hào)。伴隨著細(xì)胞因子的釋放，細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)——磷酸基團(tuán)對(duì)蛋白質(zhì)的激活——留下了一張強(qiáng)有力的名片。

“磷蛋白首先出現(xiàn)。這看起來像是他們?cè)陬I(lǐng)導(dǎo)，我們的假設(shè)是他們觸發(fā)了細(xì)胞因子的釋放，” Singer說，她是這項(xiàng)新研究的共同負(fù)責(zé)人，也是佐治亞理工大學(xué)和埃默里大學(xué)華萊士·H·庫爾特生物醫(yī)學(xué)工程系（Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering at Georgia Tech and Emory）的助理教授。

“除了細(xì)胞因子可能向小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)出信號(hào)外，我們還發(fā)現(xiàn)了一些有可能支持神經(jīng)健康的因素，”利瓦伊·伍德(Levi Wood)說。他與Singer共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究，是佐治亞理工學(xué)院喬治·W·伍德拉夫機(jī)械工程學(xué)院(George W. Woodruff School of Mechanical Engineering)的助理教授。

研究小組將于2020年2月5日在《神經(jīng)科學(xué)雜志》（Journal of Neuroscience）上發(fā)表他們的發(fā)現(xiàn)“Gamma Visual Stimulation Induces a Neuroimmune Signaling Profile Distinct from Acute Neuroinflammation”。（預(yù)發(fā)布于去年12月，但尚未包含所有編輯和內(nèi)容）這項(xiàng)研究由美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health,NIH)的國家神經(jīng)疾病和中風(fēng)研究所(National Institute of Neurological Disorders and Stroke)以及帕卡德基金會(huì)(Packard Foundation)資助。

Singer是麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology,MIT）2016年初始研究的聯(lián)合第一作者，該研究首次在小鼠中發(fā)現(xiàn)40 Hz的治療作用。

阿爾茨海默病大都在晚年發(fā)病。它破壞了大腦30%的質(zhì)量，沉積成堆的β-淀粉樣斑塊，這些斑塊在神經(jīng)元外形成。在神經(jīng)元內(nèi)部，磷酸化的tau蛋白形成類似的垃圾，稱為神經(jīng)原纖維纏結(jié)，被懷疑破壞了精神功能和神經(jīng)元。

幾十年來，阿爾茨海默病藥物試驗(yàn)接連失敗，花費(fèi)了數(shù)十億美元，閃爍的光作為一種潛在的可能成功的阿爾茨海默病療法，即使對(duì)研究人員來說也是超現(xiàn)實(shí)的。

Singer說：“有時(shí)候感覺確實(shí)像科幻小說?！?/p>

40Hz的頻率來源于一項(xiàng)觀察，即阿爾茨海默病患者的大腦早期缺乏所謂的伽馬波，即一種溫和、持續(xù)的腦電波，就像神經(jīng)元活動(dòng)的舞蹈節(jié)拍。它最常見的頻率是大約40Hz，將小鼠暴露在這個(gè)頻率的光閃爍下，恢復(fù)了伽瑪波，似乎也防止了嚴(yán)重的阿爾茨海默病腦損傷。

除了超現(xiàn)實(shí)主義，伽馬波還與深?yuàn)W的思維拓展練習(xí)有關(guān)，在這種練習(xí)中，練習(xí)者進(jìn)行光和聲音冥想。然后，在2016年，研究將伽馬波與工作記憶聯(lián)系起來，工作記憶是思維方式的功能鍵。

在當(dāng)前的研究中，激增的細(xì)胞因子暗示與小膠質(zhì)細(xì)胞活性有關(guān)，特別是與細(xì)胞因子巨噬細(xì)胞集落刺激因子（Macrophage Colony-Stimulating Factor ,M-CSF）有關(guān)。

“M-CSF是那個(gè)呼喚‘小膠質(zhì)細(xì)胞激活’的東西！”Singer說。

他們說，研究人員將在即將進(jìn)行的一項(xiàng)研究中尋找小膠質(zhì)細(xì)胞激活的因果關(guān)系，但總的來說，細(xì)胞因子的激增是一個(gè)好兆頭。

Wood說：“絕大多數(shù)細(xì)胞因子升高，有些是抗炎的，有些是炎癥的，這是一種短暫的反應(yīng)?！蓖ǔ?，短暫的炎癥反應(yīng)可以促進(jìn)病原體清除，它可以促進(jìn)修復(fù)。”

Singer補(bǔ)充說：“一般來說，如果是慢性炎癥，你會(huì)認(rèn)為炎癥反應(yīng)是不好的，而且這種反應(yīng)很快就會(huì)消失，認(rèn)為這可能是有益的?！?/p>

40Hz的刺激不需要很長時(shí)間就能觸發(fā)細(xì)胞因子的激增。

“我們發(fā)現(xiàn)刺激一個(gè)小時(shí)后細(xì)胞因子增加，”Garza說，“大約15分鐘后，我們看到了磷蛋白信號(hào)?！?/p>

大約15分鐘就足以啟動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的過程，細(xì)胞分泌細(xì)胞因子還需要45分鐘。現(xiàn)在確定具體需要多少時(shí)間還為時(shí)過早。

作為對(duì)照，研究人員使用了三種額外的光刺激，令人驚訝的是，這三種刺激都對(duì)細(xì)胞因子有一定的影響。但是20赫茲的刺激卻搶了風(fēng)頭。

“在20Hz時(shí)，細(xì)胞因子水平顯著下降，那可能也有用。“Singer說：“在某些情況下，你可能想抑制細(xì)胞因子。我們認(rèn)為不同種類的刺激有可能成為帕金森病或精神分裂癥等多種疾病下的工具平臺(tái)。許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病都與免疫反應(yīng)有關(guān)。”

該研究小組警告人們不要即興使用光療法，因?yàn)樾枰嗟臄?shù)據(jù)來徹底確定光療法對(duì)人類的影響，而錯(cuò)誤的頻率甚至可能造成損害。