40Hzの光と音で脳を刺激
光と音を使うこの風変わりなアルツハイマー病治療法は1秒間に40回40Hz（ヘルツ）の周波数で点滅する光と40Hzの低音を1日1時間ほど患者に浴びせるというものだ。40Hzという周波数には何やら魔法が隠されているのだろうか？私たちの脳が活動するとき微弱な電気信号が生じている。これを記録すると波のような図を描く。これが「脳波」だ。そして私たちが集中しているときや記憶を作ったり思い出したりするとき脳に現れるのがこの40Hzの脳波なのだという。面白いことにある周波数で視覚や聴覚を刺激すると脳内ではそれと同じ周波数の脳波が広まることが知られている。これを応用しようと考えたツァイ博士らは40Hzの光と音で脳を刺激することで「アミロイド」の蓄積を防げることを発見した。2016年のことだ。アミロイドとは繊維のような塊になった異常なタンパク質のことでアルツハイマー病などの神経変性疾患と関係している。
アミノロイド / photo by iStock
40Hzの刺激が脳の毒素を除去するメカニズム
なぜ40Hzの刺激がアミロイドの蓄積を予防するのだろうか？ 今回の研究で明らかになったのはそのメカニズムだ｡その研究によると光と音の刺激は「リンパ系」という脳の排水システムの機能をアップしてくれるのだという。ツァイ博士らは遺伝子を改変してアミロイドを蓄積しやすくしたマウスに40Hzの光と音を浴びせ脳の様子を観察してみた。
The Picower Institute for Learning and Memory at MITすると予想通りマウスの脳に溜まるアミロイドが少なくなった｡新たに判明したのはそれによって脳に流れ込む「脳脊髄液」が増えてリンパ管から脳の外へと流れ出る廃液が増えることだ｡その背景にあるのはどうも光と音の刺激でそばにある血管がよく脈動するようになりそれがリンパ液を押し出す結ことと関係しているようだ。
マウスの脳の断面図。毒素の除去を加速させる分子を放出すると思われるニューロンを強調表示 / image credit:Tsai Laboratory/MIT Picower Instituteさらに「介在ニューロン」という脳細胞が「血管作動性腸管ペプチド」なる分子を放出することがリンパ液の流れの改善の引き金になることも明らかになっている。薬品でこの分子の働きを止めてしまうと光・音刺激の予防効果がなくなるのだ。米ロチェスター大学のマイケン・ネダーガード氏によるとこうした発見はすでに知られていた知見と一致しているという。頭蓋骨の中には脳と血液と脳脊髄液が詰まっている。脳組織が縮んだりしない以上血液の量が増加すれば脳脊髄液が移動するのは当然のことなのだそうだ。こうした脳の毒素排出メカニズムが解明されればアルツハイマー病のような深刻な脳の病を光と音だけで治療できるようになるかもしれない。
アルツハイマー病の記憶力低下が腸内細菌を介して感染することが判明
アルツハイマー病（アルツハイマー型認知症）は脳に特殊なたんぱく質がたまることで神経細胞が徐々に破壊され脳が萎縮することで引き起こされる進行性の病気だ。主に高齢者に見られ認知機能が低下していく。最新の研究によると「アルツハイマー病」は腸内細菌を移植することで他人に移ることが明らかになったそうだ。ヨーロッパの研究チームがアルツハイマー病の患者の大便を健康なラットに移植してみたところラットに認知症の兆候が現れ海馬の神経細胞も成長しなくなることが確認されたという。この結果はアルツハイマー病と腸内細菌叢との関係を解明する手がかりになるとともに新しい治療法の開発にもつながる可能性があるそうだ。
ラットにアルツハイマー病の人の便を移植する実験
アイルランドのユニバーシティ・カレッジ・コークのイヴォンヌ・ノーラン教授を中心とする今回の研究では、アルツハイマー病の患者から採取した便を健康なラットに移植するという実験が行われた。まずアルツハイマー病患者69人と健康な人64人から移植用の便（と血液）のサンプルを採取された。次に若いオスのラットに抗生物質を与え元からお腹の中にいた腸内細菌を死滅させた。若いラットが選ばれたのは老化による影響できるだけ少なくするためだそれからラットに採取したサンプルを使用して便微生物移植を行いその10日後に記憶テストや健康診断を行った。
アルツハイマー病の便を移植したラットに認知症の症状を確認
その結果は明白だった。アルツハイマー病の便を移植したラットには認知症と思われる症状が現れたのだ。さらにお腹の中に炎症を引き起こす細菌がたくさんいる人ほど認知症が進んでいる傾向があることもわかった。特に注目されたのは脳の中で記憶を司る海馬の「ニューロン新生」だ。ニューロン新生とはニューロン（神経細胞）の素となる細胞から新しいニューロンが誕生することだ。今回行われたような記憶テストでは海馬でこれがどれだけ起きているかが物を言う。そして驚いたことにアルツハイマー病患者から腸内細菌を移植されたラットはこうした新しいニューロンの誕生や成長が減ってしまったのだ。さらにヒト細胞を使った実験ではアルツハイマー病患者の血清が細胞の成長と機能を低下させることも確認された。
アルツハイマー病への理解を前進させる重要な一歩
近年腸内細菌叢が人体の機能や健康に与える影響への関心が高まっているが今回アルツハイマー病もまたその影響受けていることが確認された。内閣府の報告書によると2012年の時点で日本の高齢者人口の7人に1人が認知症を患っているという。その数は増加傾向にあり2025年には5人に1人がこの病気になると予測されている。
アルツハイマー病は認知症の中でもっとも一般的なものだ。だからこそこの病気の理解や治療法の確立は切実な社会的な課題といえる。今回の研究結果について研究チームの1人キングス・カレッジ・ロンドンの神経科学者サンドリーヌ・テュレ教授は次のように語る。アルツハイマー病はまだ有効な治療法がない病気です。本研究では腸内細菌叢がアルツハイマー病の発症に関係していることが確認されましたこの病気の理解を前進させる重要な一歩になるでしょう｡この研究は『Brain』（2023年10月18日付）に掲載された。
