伽马交流电刺激治疗阿尔茨海默症研究获新进展

近日，中国科学院深圳先进技术研究院副研究员刘倩与美国加利福尼亚大学戴维斯分校教授Min Zhao、加利福尼亚大学旧金山分校副教授Theodore Zanto合作，在《细胞与生物科学》（Cell & Bioscience）上，发表了题为“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。该研究采用数字建模和有限元建模（FEM），计算了颅内伽马交流电刺激在深脑不同功能脑区的有效刺激电场分布和安全性评价。继而，该工作对5xFAD小鼠开展为期4周的程序式颅内伽马交流电刺激治疗，发现该治疗技术能够显著减少皮层和海马中的Aβ1-42沉积并激活小鼠皮层和海马中的小胶质细胞，促进5xFAD小鼠的学习记忆功能呈现以刺激强度依赖式改善。

阿尔茨海默症（Alzheimer's disease，AD）是一类慢性中枢神经退行性疾病，主要表现为进行性的记忆力减退以及认知障碍，是造成痴呆的重要原因。AD病因的β-淀粉样蛋白（Aβ）假说认为，Aβ的积累在导致神经元功能障碍和细胞死亡的连锁反应中起重要作用，导致AD患者认知能力下降。近年来，科学家采用多种生物物理刺激技术（超声、光、电、磁刺激等），改善AD脑内Aβ超载的治疗研究，推进了延缓和预防AD导致认知功能缺失的治疗研究进展。其中，具有代表性的研究采用闪光刺激可一定程度地调控AD模型小鼠脑电波的伽马振荡异常，改善受损的学习记忆功能。然而，有最新研究反驳了这一发现，认为闪光刺激不能调控脑电波伽马振荡，也无法减少AD小鼠脑内Aβ过量沉积或改善AD症状，甚至闪光刺激会引起实验小鼠的情绪排斥。这一研究争论可能源于闪光刺激这种间接手段。而经颅或颅内交流电刺激则被认为可以直接将刺激电流递送入脑，通过对神经细胞活动的电刺激调节，实现清除Aβ和改善学习记忆功能的治疗目的。

结合前期成果（颅内伽马交流电刺激能够增强5xFAD小鼠海马和室下区的神经发生），该团队证实了伽马交流电刺激对中枢神经退行性疾病的神经新生和神经免疫激活作用。这些细胞响应可能推动了AD小鼠脑内Aβ的清除，从而实现学习认知和记忆功能的改善，为电刺激治疗AD的临床策略和转化应用提供了新的实验依据。