Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων, ανάμεσά τους και Έλληνες παρατήρησαν πως ο εγκέφαλός μας «ξεσηκώνεται» με τη μουσική του δημοφιλούς συγκροτήματος. Και όχι μόνο «ξεσηκώνεται», αλλά αυτή η μουσική είναι ανάμεσα στα πιο επιδραστικά ηχητικά ερεθίσματα που δεν αφήνουν τα εγκεφαλικά κύτταρα αδιάφορα.
Αυτή η διαπίστωση προέρχεται από μια μελέτη ερευνητών στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο του Ισραήλ, οι οποίοι έβαλαν ποντίκια αλλά και ανθρώπους να ακούσουν, ανάμεσα σε άλλα μουσικά μοτίβα, και αποσπάσματα από την επιτυχία των Pink Floyd με τίτλο «Another Brick In The Wall», για να παρακολουθήσουν την επίδραση που είχε στα εγκεφαλικά τους κύτταρα.
Κατά τη μελέτη οι ήχοι χαμηλής συχνότητας στο συγκεκριμένο τραγούδι έκαναν τα εγκεφαλικά κύτταρα να «δονούνται», δείχνοντας μια μεγαλύτερη δραστηριότητα που οδήγησε σε αυξημένη διαπερατότητα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, της μεμβράνης που παρεμποδίζει τη διάχυση μορίων, ανάμεσά τους και θεραπευτικών παραγόντων, στον εγκέφαλο. Αυτή η αυξημένη δραστηριότητα θα μπορούσε κάποια μέρα να βοηθήσει τους επιστήμονες στη χορήγηση θεραπειών σύνθετων νευρολογικών παθήσεων απευθείας στον εγκέφαλο, ανέφεραν ερευνητές.
«Χαίρεται» ο εγκέφαλός μας όταν ακούει μουσική…
Οι ασθένειες του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένων των νευροεκφυλιστικών διαταραχών όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και η Πάρκινσον αποτελούν μια σημαντική πρόκληση στη σύγχρονη ιατρική.
Τα τελευταία χρόνια, η γονιδιακή θεραπεία έχει αναδειχθεί ως μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για τη θεραπεία σύνθετων εγκεφαλικών παθήσεων, προσφέροντας τη δυνατότητα διόρθωσης υποκείμενων γενετικών ελαττωμάτων. Ωστόσο, η αποτελεσματική χορήγηση τέτοιων θεραπευτικών μορίων μέσω του αιματοεγκεφαλικού φραγμού σε θέσεις-«στόχους» εντός του εγκεφάλου παραμένει μια σημαντική πρόκληση.
Τα λιπιδικά νανοσωματίδια (LNPs) αναδεικνύονται ως κορυφαία πλατφόρμα για τη χορήγηση νουκλεϊκών οξέων (DNA, RNA), προστατεύοντας την αποικοδόμηση του πολύτιμου φορτίου τους και διευκολύνοντας την κυτταρική του πρόσληψη. Οι μικροσκοπικές αυτές «φυσαλίδες» έχουν ήδη δοκιμαστεί στη μεταφορά γενετικού υλικού (mRNA) σε εμβόλια κατά της Covid-19.
Αυτοί οι νανοφορείς έχουν επίσης επιδείξει δυνατότητες στη συστηματική γονιδιακή θεραπεία, ωστόσο η στοχευμένη χορήγησή τους στον εγκέφαλο παραμένει περιορισμένη λόγω των εγγενών προκλήσεων που θέτει ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός και η νευρωνική πρόσληψη. Για αυτό και οι επιστήμονες διερευνούν διάφορες στρατηγικές για τη βελτίωση της παροχής των LNPs στον εγκέφαλο.
Στη συγκεκριμένη μελέτη η ομάδα υπέθεσε ότι μέσω της διέγερσης νευρώνων με ακουστικά ηχητικά κύματα χαμηλής συχνότητας θα μπορούσε να τροποποιήσει την κυτταρική πρόσληψη των LNPs.
«Η μουσική συνδέει τους ανθρώπους και γνωρίζουμε επίσης ότι για τους ασθενείς με νόσο Αλτσχάιμερ και Πάρκινσον, η μουσική είναι συχνά η τελευταία τους ανάμνηση και ένας τρόπος σύνδεσής τους με τον έξω κόσμο. Όταν ακούμε μουσική ο εγκέφαλός μας ενεργοποιείται, δημιουργώντας έτσι μια μεταβολική απαίτηση για να λάβουμε ενέργεια και να τον «τροφοδοτήσουμε». Χρησιμοποιήσαμε αυτήν την ενεργειακή απαίτηση για να χορηγήσουμε φάρμακα στον εγκέφαλο. Συγκεκριμένα, δημιουργήσαμε νανοσωματίδια, φαρμακευτικά κυστίδια με μέγεθος 1/1000 του πλάτους μιας τρίχας στο κεφάλι μας, τα οποία επικαλύψαμε με γλυκόζη (ζάχαρη). Ενώ ακούμε μουσική ο εγκέφαλος χρειάζεται αυτή τη γλυκόζη για να τροφοδοτήσει την ακουστική του δραστηριότητα. Υποθέσαμε ότι τα επικαλυμμένα με γλυκόζη νανοσωματίδια θα καταναλωθούν από τις δομές του εγκεφάλου που έχουν αυξημένες ενεργειακές ανάγκες, όπως αυτές που διεγείρονται από συγκεκριμένα ακουστικά ερεθίσματα. Τα επικαλυμμένα με γλυκόζη νανοσωματίδια μας λειτουργούν σαν ένα είδος καραμέλας για τον εγκέφαλο, ο οποίος τα δέχεται μαζί με το φάρμακο. Ευελπιστούμε ότι αυτή η προσέγγιση είναι πολλά υποσχόμενη για τη θεραπεία πολλών ασθενειών που σχετίζονται με τον εγκέφαλο», σχολιάζει στο Dnews ο επικεφαλής της μελέτης Avi Schroeder, καθηγητής Χημικής Μηχανικής και επικεφαλής του Εργαστηρίου Στοχευμένης Χορήγησης φαρμάκων και τεχνολογιών εξατομικευμένης ιατρικής στο Technion - Israel Institute of Technology.
Η μελέτη δείχνει ότι οι ήχοι χαμηλής συχνότητας, όπως αυτοί που υπάρχουν στη μουσική των Pink Floyd, μπορούν να ενισχύσουν την αποτελεσματικότητα αυτών των λιπιδικών νανοσωματιδίων στον εγκέφαλο έως και δέκα φορές, καθιστώντας κάποιες ομάδες εγκεφαλικών κυττάρων πιο ενεργές και άρα ενισχύοντας την απορρόφησή τους.
Η μουσική ως θεραπευτικό εργαλείο
«Αυτή η έρευνα ήταν πολύ ξεχωριστή για μένα, τόσο επιστημονικά όσο και προσωπικά», λέει στο Dnews η συν-συγγραφέας της μελέτης Δρ. Πατρίσια Μόρα-Ραϊμούντο από το Technion. «Η έμπνευση προήλθε από τον παππού μου, ο οποίος στα τελευταία στάδια της νόσου Αλτσχάιμερ είχε χάσει σχεδόν όλες τις αναμνήσεις του, εκτός από τα τραγούδια που τον συνόδευαν σε όλη του τη ζωή. Η παρατήρηση πώς η μουσική μπορούσε να τον αγγίξει, ακόμα και όταν οι λέξεις δεν μπορούσαν, πυροδότησε την αρχική μας ιδέα για αυτό το έργο».
Σύμφωνα με την ίδια, δεν έχουν όλες οι μουσικές την ίδια επίδραση στα εγκεφαλικά κύτταρα. Τα πιο αξιοσημείωτα αποτελέσματα επιτεύχθηκαν με ήχους στην περιοχή χαμηλών συχνοτήτων, το είδος του ήχου που δεν ακούμε απλώς, αλλά που νιώθουμε να δονεί το σώμα μας όταν βρισκόμαστε π.χ. σε μια συναυλία.
«Αυτές οι συχνότητες ενισχύουν την πρόσληψη των νανοσωματιδίων μας από τα εγκεφαλικά κύτταρα, υποδηλώνοντας ότι η φυσική δόνηση από τον ήχο μπορεί να ανοίξει νέα ‘μονοπάτια’ ώστε να “εισχωρήσει” η ιατρική στον εγκέφαλο πιο αποτελεσματικά», λέει η Μόρα.
Η μουσική, ως συνδυασμός ήχων σε ένα καθορισμένο μοτίβο, αναγνωρίζεται ολοένα και περισσότερο ως ένα πιθανό θεραπευτικό εργαλείο ή ως ένα εργαλείο αποκατάστασης, ειδικά στο πλαίσιο νευρολογικών και ψυχιατρικών διαταραχών, εξαιτίας του τεράστιου δυναμικού της να εμπλέκει πολλαπλά εγκεφαλικά συστήματα, να προκαλεί πλαστικότητα κ.λπ.
Σε αυτή την εργασία, η ερευνητική ομάδα αξιολόγησε το πώς διαφορετικοί ήχοι χαμηλής συχνότητας επηρεάζουν την πρόσληψη LNPs και την έκφραση νουκλεϊκών οξέων σε πρωτογενείς κυτταροκαλλιέργειες νευρωνικώνν κυττάρων (κύτταρα που προέρχονται από ασθενή), επιτυγχάνοντας μια 10πλάσια αύξηση στη συνολική πρωτεϊνική έκφραση, συμπεριλαμβανομένων των συνεισφορών από υποστηρικτικά κύτταρα.
Πιο συγκεκριμένα, η έκφραση νευρωνικών πρωτεϊνών αυξήθηκε κατά περίπου 40% ως απόκριση στην έκθεση στον ήχο. Μετά την ενδοφλέβια έγχυση LNPs σε ποντίκια, η έκθεση στον ήχο οδήγησε σε συγκεκριμένο εντοπισμό και σημαντική αύξηση της πρωτεϊνικής έκφρασης στον θάλαμο και στον μεσεγκέφαλο, περιοχές που σχετίζονται έντονα με την επεξεργασία ήχου και τα συναισθήματα, συγκριτικά με ποντίκια που δεν εκτέθηκαν σε ήχο.
Η διαπίστωση ότι ο πρωτεϊνικός χαρακτήρας του αίματος των ζώων που δέχτηκαν τα ηχητικά ερεθίσματα ήταν διαφορετικός από αυτών που δεν εκτέθηκαν στη μουσική, πιστώνεται στην ερευνητική ομάδα NanoOmics της Δρα Μαριλένας Χατζηδημητρίου και του καθηγητή Νανοϊατρικής και επικεφαλής του Nanomedicine Lab στο Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ στο Ην. Βασίλειο, Κώστα Κωσταρέλου.
«Οι αλλαγές στο αίμα των ζώων που “άκουσαν” τα ηχητικά ερεθίσματα δεν ήταν κάτι προφανές στην αρχή της συνεργασίας μας με τους συναδέλφους από το Technion. Είναι πολλοί οι πιθανοί λόγοι στους οποίους μπορεί να οφείλεται αυτό, όπως ακουστικοί, μηχανικοί, μεταβολικοί, ψυχοσωματικοί και ο συνδυασμός τους βέβαια. Σίγουρα απαιτείται πολλή περισσότερη έρευνα για να κατανοήσουμε τον μηχανισμό του φαινομένου που περιγράφεται στη μελέτη. Έτσι ίσως καταφέρουμε να τον φέρουμε στην κλινική πράξη κάποια στιγμή», αναφέρει ο καθηγητής Κωσταρέλος στο Dnews.
Επίσης η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι η έκθεση σε ήχο τροποποιεί την ανοσολογική απόκριση μετά τη χορήγηση LNPs. Τα ευρήματά της έδειξαν ότι η έκθεση σε ηχητικά ερεθίσματα 48 ώρες μετά την ένεση μείωσε τον αριθμό των ουδετερόφιλων στο αίμα και επηρέασε την απελευθέρωση κυτοκινών IL-6, δύο στοιχείων που σχετίζονται με φλεγμονή ως απόκριση στη χορήγηση LNPs. Η έκθεση σε ήχο δείχνει επομένως μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση για την ελαχιστοποίηση των ανεπιθύμητων ενεργειών που σχετίζονται με τις θεραπευτικές αγωγές με LNPs.
Τα ευρήματα της μελέτης συνολικά υπογραμμίζουν τις δυνατότητες του ήχου ως αποτελεσματικής στρατηγικής για την ενίσχυση της θεραπευτικής παροχής κατά μήκος του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, ανοίγοντας το δρόμο για νέες θεραπείες για νευρολογικές διαταραχές.
«Αυτή είναι μόνο η αρχή, αλλά φαίνεται πώς κάτι τόσο παγκόσμιο όσο είναι η μουσική θα μπορούσε μια μέρα να μας βοηθήσει να βελτιώσουμε τη χορήγηση φαρμάκων και να φέρει ελπίδα για τη θεραπεία εγκεφαλικών ασθενειών», σημειώνει η Δρ Μόρα.
*Image credits: Schroeder Lab
