Vliv transkraniální magnetické stimulace na neuronové struktury: Nové poznatky o potenciální terapii Alzheimerovy choroby
Transkraniální magnetická stimulace (TMS) vykázala v některých studiích přínosy, avšak reprodukovatelnost výsledků v této oblasti je náročná. Existuje mnoho proměnných, jako je typ zařízení, frekvence, výkon, délka léčby a další, z nichž mnohé jsou (a) pravděpodobně důležité pro určení, zda má léčba jakýkoli příznivý účinek, a (b) neúplně specifikované v publikacích. Kromě toho, mechanismy, jimiž transkraniální magnetická stimulace přináší prospěch, nejsou zdaleka zcela objasněny, což ztěžuje kalibraci potenciálních terapií. Následující výzkum je příkladem bádání v této oblasti, v němž vědci zkoumají účinky transkraniální magnetické stimulace na menší struktury v neuronech a nervových spojeních.
Studium axonálních boutounů a jejich dynamiky
Axonální boutony jsou specializované zakončení axonu, což je dlouhá, tenká část neuronu, která propojuje neurony přenosem nervových signálů. Tato místa jsou místem, kde se tvoří synapse, umožňující neuronům vzájemnou komunikaci. Proto jakákoli změna v počtu nebo funkci těchto boutonů může mít hluboké dopady na propojení mozku. V této studii vědci pozorovali strukturální změny dvou typů excitačních boutonů, konkrétně „terminálních boutonů“ (TBs) (krátké výběžky z osy axonu, které typicky propojují neurony v lokální oblasti) a „en passant boutonů“ (EPBs) (malé korálkovité struktury podél axonů, které typicky propojují vzdálené oblasti). K vizualizaci jednotlivých axonů a synapsí v mozku živého zvířete použili dvoufotónové zobrazování.
Studie byla provedena na kmeni myší APP/PS1 x Thy-1GFP-M. Jedná se o křížence mezi kmenem APP/PS1 (geneticky modifikovaným tak, aby vykazoval symptomy podobné Alzheimerově chorobě (AD) pozorované u lidí) a kmenem Thy1-GFP-M, který exprimuje fluorescenční protein v určitých neuronech. Tato kombinace způsobuje, že axony během zobrazování září, což umožňuje přesné sledování změn synaptických boutonů v průběhu času. Tým monitoroval dynamiku axonálních boutonů u těchto myší v 48hodinových intervalech po dobu osmi dnů, a to jak před, tak po jedné seanci opakované transkraniální magnetické stimulace (rTMS). Poté tato zjištění porovnali se zdravými divokými (WT) myšmi.
Výsledky a potenciální dopady na Alzheimerovu chorobu
Vědci zjistili, že jak TBs, tak EPBs v myším modelu AD měly srovnatelnou hustotu s těmi u zdravých WT myší. Nicméně obrat obou typů boutonů byl v myším modelu AD před rTMS signifikantně nižší, pravděpodobně kvůli hromadění amyloidních plaků, klíčového markeru demence, a potenciálně způsobujícího onemocnění jako AD. Po jediné seanci rTMS s nízkou intenzitou se obrat TBs u obou kmenů signifikantně zvýšil, zatímco v obratu EPBs nedošlo k žádné změně. Navíc, v myším modelu AD byl tento zvýšený obrat srovnatelný s úrovněmi obratu u WT myší pozorovanými před stimulací. To naznačuje, že rTMS s nízkou intenzitou může potenciálně obnovit synaptickou plasticitu TBs na úroveň pozorovanou u zdravých myší. Kromě toho, skutečnost, že pouze TBs, a nikoli EPBs, reagovaly na rTMS, poukazuje na možnost, že mechanismy rTMS by mohly být specifické pro daný buněčný typ.
Odkaz na článek: https://spie.org/news/low-intensity-brain-stimulation-may-restore-neuron-health-in-alzheimers-disease