I hjernen har vi mange milliarder nerveceller, og de sender signaler seg imellom hele tiden.

Om vi tenker hardt for å løse et mattestykke, om vi titter på trærne rundt oss når vi går i en park eller om vi snakker med en venn eller kjæreste.

Store grupper av nerveceller kan sende signaler samtidig og regelmessig, som en puls som klapper takten i et bestemt tempo – en rytme. Slike synkroniserte pulser i nettverk av nerveceller kalles også hjernebølger. Og én type hjernebølger er gammabølgene.

Det er disse bølgene som forskerne bak en ny studie i Nature har manipulert med lysbehandling av mus med et tidlig stadium av Alzheimers sykdom. Og de har fått resultater som tok dem på senga.

Dro i gang gammabølger

Gammabølgene holder et tempo på mellom 25 til 80 pulser i sekundet, og denne typen hjerneaktivitet er koblet til oppfatning, oppmerksomhet og hukommelse. 

Andre bølger, som alfabølger, betabølger, thetabølger og deltabølger, pulserer med sine forskjellige frekvenser når andre egenskaper av hjernens er i bruk.

Forskere har sett at gammabølgene kan forstyrres av hjerneskader, schizofreni – og Alzheimers.

I den nye studien til forskerne ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) så de at gammabølgene slo langsommere i mus med tidlig Alzheimers. Mer spesifikt fant de dette i området av hjernen som vi gjerne kobler til hukommelsen, nemlig hippocampus.

Hva hvis vi kan gi dem gammarytmen tilbake? Spurte forskerne seg. Hva vil skje da?

Sendte gammapuls direkte inn i hjernen

Først boret de seg rett og slett inn skallen på en av disse musene. Der inne manipulerte forskerne celler i hippocampus – med lys – til å fyre av signaler i et friskt gammabølgetempo på 40 i sekundet.

Resultatet av eksperimentet kom som en overraskelse på forskerne, ifølge leder for Picower Institute for Learning and Memory og professor i nevrovitenskap ved MIT, Li-Huei Tsai.

– Det er helt vilt, sier hun i et intervju på podcasten Radiolab.

Forskerne så nemlig at mengden av proteinet amyloid-beta hadde blitt nesten halvert i musenes hippocampus etter forsøket der de gjeninnførte det friske gammabølgebruset.

Hos pasienter med Alzheimers sykdom samler proteinet seg mellom nervecellene og danner masser av ødeleggende plakk.

Det er dette proteinet som det på et tidspunkt blir så mye av, at nerveceller hos pasientene dør og hukommelsen likeså.

Men det neste eksperimentet som forskerne gjorde, advarer selv Li-Huei Tsai om at kan fremstå som den reneste science fiction.

Se MIT sin egen film om hele eksperimentet her:

Rom med blinkende lys

Det er brutalt å bore hull i hodet på noen. Derfor lurte forskerne på om det kunne finnes andre måter å lure fram gammarytmen i musenes hjerner igjen uten å gå inn i kroppen på dem, og dessuten – uten å bruke kjemiske stoffer?

Det ville i så fall gjøre denne typen behandling enklere å utsette mennesker for hvis det i sin tur skulle bli aktuelt.

Øynene, tenkte forskerne. Kanskje vi kan dra i gang gammarytmen ved å stimulere musene gjennom øynene?

De plasserte mus i et rom med led-lamper som ga fra seg blink 40 ganger i sekundet – den samme frekvensen som gammabølger har. Musene var inne i rommet i en time.

Da de kom ut, undersøkte forskerne mengden amyloid beta-protein og fant til sin store overraskelse at det også denne gangen var omtrent halvert – riktignok ikke i hippocampus, men i synssenteret bakerst i hjernen.

David Reynolds, som er forskningsleder ved Alzheimers Research UK, påpeker nettopp dette i et intervju med The Guardian – at synssenteret ikke er det største problemområdet for folk med Alzheimers.

– Det er mulig at det å forandre hjernecellenes rytme kan være et mål for fremtidig behandling, men forskere må utforske hvordan lysblinkingen ikke bare kan redusere amyloid i de visuelle delene av hjernen, men i de områdene som oftere blir påvirket av Alzheimers, sier han til avisen.

Mener potensialet kan være stort

Forskerne bak studien er også forsiktige med å gi forhåpninger om enkel lysbehandling mot Alzheimers i fremtiden.

Det er ikke sikkert at de eller andre forskere vil få de samme resultatene hvis de tester metoden på mennesker. Og det er usikkert om andre symptomer enn de som har med syn å gjøre, kan forbedres med blinkende lys tatt opp gjennom øynene.

Men Li-Huei Tsai ser likevel et stort potensial, forutsatt at studier på mennesker viser de samme resultatene.

– Hvis mennesker responderer på liknende måte som musene til denne behandlingen, vil jeg si at potensialet er helt enormt fordi det er så lite invaderende og det er så tilgjengelig, sier hun i MIT-pressemeldingen.

Vaktmesterceller tilbake i arbeid

Det skal sies at musene måtte inn i blinkerommet en gang i døgnet. Uten såpass hyppige behandlinger begynte proteinet å komme tilbake.

Men hvis det stemmer at blinkende lys kan feie bort halvparten av det fatale proteinet i en del av hjernen i løpet av en time – hva kan være forklaringen på det?

Tsai og kollegaene hennes har prøvd å finne ut hvordan comebacket til gammarytmen fikk amyloid-proteinet til å forsvinne i så stor skala.

Vanligvis er denne opprydningen noe som en gruppe immunceller tar seg av – nemlig mikroglia-cellene.

– De tar opp giftige materialer og cellerester, rydder opp i miljøet og holder nervecellene friske, sier Tsai i en pressemelding om studien fra MIT.

Men hos personer med Alzheimers virker ikke mikroglia-cellene som de skal lenger. De kan til og med begynne å skille ut giftige stoffer som gjør andre hjerneceller syke også. 

Men med da gammarytmen hos musene ble sparket i gang igjen i eksperimentet, skjedde det endringer i mikroglia-cellene. De fant til en viss grad tilbake til rydde- og rense-oppgavene sine, ifølge pressemeldingen.

Antakelig er det to måter gammarytme kan redusere det skadelige amyloid-proteinet på, tror Tsai.

– Én er å redusere beta amyloid-produksjon fra nerveceller. Og den andre er å øke mikroglia-cellenes opprenskning av amyloid, sier hun.

Ed Mann er hjerneforsker ved University of Oxford. Han synes funnene er overraskende.

– Jeg ble overrasket, og det er spennende at en så enkel form for stimuli kan peile seg inn og ha en slik effekt på en time, sier han til The Guardian.

«Ikke prøv dette hjemme»

Inntil videre må ingen prøve dette hjemme, advarer Li-Huei Tsai i et intervju med The Atlantic.

– Jeg er redd folk vil tro at de kan bruke hjemmelagde apparater for å behandle seg selv, sier hun.

Det er ekstremt viktig at tempoet i lysblinkingen er riktig.

– Hvis folk bruker en frekvens som er feil, vet vi ikke om det kan være skadelig for dem. For at mennesker skal kunne bruke behandlingen, må vi gjøre mer forskning.