MIT에서 개발 중인 알츠하이머 치료제는 빛과 소리를 사용하여 환자의 뇌파를 변경한다. 새로 발표된 두 개의 소규모 임상시험 결과에 따르면 알츠하이머병과 관련된 뇌 변화를 방지하면서 기억력을 향상시키는 안전한 방법이 될 수 있다.
이러한 연구는 치료 효과를 입증하기에는 너무 작았지만 치료를 테스트하기 위한 훨씬 더 큰 연구가 이미 진행 중이며 2025년 5월까지 완료될 수 있다.
뇌파 101: 우리의 뇌에는 약 860억 개의 뉴런이 포함되어 있으며 이 세포들은 작은 전기 펄스를 사용하여 서로 통신한다. 많은 뉴런이 활성화되면 맥박이 동기화되고 조직화된 방식으로 반복되어 뇌파라고 하는 리듬을 생성한다.
뇌는 주파수 또는 초당 주기가 반복되는 횟수로 분류되는 5가지 유형의 뇌파를 생성한다. 델타파는 주파수가 가장 낮고(0.5–4Hz) 감마파는 주파수가 가장 높다(32–100Hz).
우리의 뇌는 한 번에 한 가지 유형의 뇌파만 생성하는 것으로 제한되지 않지만 일반적으로 한 가지 유형이 지배적이며 그 유형은 종종 주의력 수준과 연결될 수 있다. 집중할 때 감마파가 지배할 수 있다.
아이디어: 연구원들은 이전에 미국에서만 600만 명이 넘는 사람들에게 영향을 미치는 파괴적인 신경계 질환인 알츠하이머병 환자가 질병이 없는 사람들보다 약하고 동기화되지 않은 감마파를 가질 수 있음을 관찰했다.
일련의 과거 연구에서 MIT 연구원들은 알츠하이머병 마우스 모델에서 이러한 파동의 힘과 동기화를 증가시키는 믿을 수 없을 정도로 간단한 방법을 시연했다.
동물들은 또한 기억력 향상, 뉴런 손실 감소, 대조군에 비해 뇌의 알츠하이머 관련 단백질 수치 감소 등 증폭된 감마파와 함께 다양한 이점을 경험하는 것으로 나타났다.
연구원들은 이것이 더 강하고 동기화된 감마파가 뉴런 사이의 연결성을 증가시키고 노폐물을 제거하는 혈관을 넓히며 뇌의 면역 세포의 반응을 개선하기 때문이라고 믿고 있다.
안전 제일: MIT 팀은 이제 "GENUS(Gamma ENtrainment Using Sensory Stimulation)"라고 하는 40Hz 빛과 소리 치료가 사람들에게 어떤 영향을 미치는지 테스트하는 두 개의 소규모 임상 시험을 마무리했다.
효능이 아닌 안전성을 평가하기 위해 고안된 1상 시험에서 초기 알츠하이머병 환자 16명과 뇌수술 예정인 간질 환자 2명을 포함한 43명이 몇 분 동안 40Hz GENUS 치료를 받았다.
전두엽과 후두엽의 뇌 활동은 감각 자극 전, 중, 후에 두피 전극을 사용하여 측정되었다. 간질 환자의 경우 수술 중에 접근할 수 있는 더 깊은 뇌 구조에서 활동이 측정되었다.
이러한 측정을 바탕으로 뇌 전반의 감마파의 힘은 치료 중에 증가하는 것으로 나타났으며 전두엽과 후두엽의 감마파 동기화도 향상되었다. 주요 이상반응은 보고되지 않았으며 가장 흔하게 보고된 이상반응은 졸음이었다.
가정 요법: 2a상 시험을 위해 초기 알츠하이머병 환자 15명에게 GENUS 장치를 제공하여 최소 3개월 동안 하루에 한 시간씩 집에서 사용할 수 있도록 했다. 각각은 스피커와 동기화된 조명 패널과 장치 사용을 모니터링하는 비디오 카메라로 구성되었다.
그런 다음 참가자를 무작위로 두 그룹으로 나누었다. 그들 중 8명은 GENUS 장치를 통해 40Hz의 빛과 소리에 노출되었다. 나머지 7명은 일정한 빛과 백색 소음으로 구성된 가짜 치료를 받았다.
참가자들은 인지 테스트, 뇌파 기록, MRI를 통해 실험 시작과 끝에서 뇌량을 측정했다. 심각한 부작용은 보고되지 않았으며 두 그룹의 참가자는 예상 시간의 약 90% 동안 장치를 사용했다.
MRI를 받고 있는 시험 참가자. David Orenstein / Picower Institute
치료 그룹의 사람들은 통제 그룹의 사람들보다 인지 및 시각 처리와 관련된 뇌 부분 사이의 연결성이 훨씬 더 나은 것으로 나타났다. 그들은 또한 얼굴과 이름을 일치시켜야 하는 기억 작업에서 훨씬 더 잘 수행했다.
연구 책임자인 Diane Chan은 "이렇게 짧은 시간 후에 인지 측정에 상당한 영향을 미칠 것으로 예상하지 않았기 때문에 적어도 얼굴 이름 연관성에서 치료 그룹이 훨씬 더 나은 성과를 보였다는 것은 고무적이었다."고 말했다.
통제 참가자의 경우, 알츠하이머병의 진행과 관련된 두 가지 측정치(해마 용적 감소 및 심실 용적 증가)가 연구 기간 동안 악화되었지만 치료군 내에서는 크게 변하지 않았다. 그러나 각 그룹에 소수의 참가자만 있으면 이러한 측정에 확신을 갖기가 어렵다.
전망: 이 연구에서는 40Hz GENUS가 안전하고 알츠하이머 환자에게 유익할 수도 있다고 제안하지만 감각 자극이 효과가 있다는 것을 증명하기에는 너무 작다.
그러나 Cognito Therapeutics는 수석 저자 Li-Huei Tsai와 공동 저자 Ed Boyden이 설립한 MIT 스핀아웃은 이미 3상 시험을 시작했다. 약 500명의 알츠하이머병 환자가 9~12개월 동안 매일 40Hz 시청각 자극 또는 가짜 치료를 받게 된다.
HOPE라고 불리는 이 더 큰 실험이 치료의 효능을 입증할 수 있다면 언젠가는 알츠하이머병 환자들에게 일부 약물에 동반될 수 있는 심각한 부작용의 위험에 처하지 않고 질병과 싸울 수 있는 더 안전한 방법을 제공할 수 있게 된다.
