Je LED osvětlení klíčem k léčbě Alzheimerovy choroby?

Vědci z Massachusettského technického institutu (MIT) zjistili, že světlo blikající s frekvencí 40 Hz dokázalo u laboratorních myší snížit množství bílkoviny beta-amyloidu, která se hromadí v mozku při Alzheimerově chorobě. V článku zjistíte, co přesně studie ukázala, proč vědci použili právě LED, co z výsledků zatím plyne pro lidi a jak dobře osvětlit domov člověka s demencí.

Studie MIT: světlo místo léků?

Studie vědců z MIT publikovaná v roce 2016 v prestižním vědeckém časopise Nature vzbudila velký zájem. Výzkum vedla neurovědkyně Li-Huei Tsai, ředitelka Picowerova institutu pro učení a paměť. Výsledky naznačily, že vystavení LED světlu blikajícímu se specifickou frekvencí by v budoucnu mohlo pomoci proti neurodegenerativnímu onemocnění mozku, na které zatím neexistuje lék.

Šlo by o neinvazivní metodu bez léků s vedlejšími účinky a bez elektrické či magnetické stimulace mozku. „Všechno, co musíme udělat, je vystavit pacienty nějaké senzorické stimulaci, jako je blikající LED světlo. A to může mít opravdu zásadní účinky,“ řekla Tsai pro Boston Magazine.

Co je Alzheimerova choroba

Nemoc je pojmenovaná po německém lékaři Aloisi Alzheimerovi, který ji jako první popsal v roce 1906. Jde o neurodegenerativní onemocnění mozku, při kterém postupně odumírají nervové buňky. Alzheimerova choroba je dnes nejčastější příčinou demence u lidí středního a vyššího věku.

Nemocný nejprve pociťuje zhoršování paměti, později přestává poznávat své okolí a nevzpomíná si na podstatnou část své minulosti. Postupně se zhoršují i další kognitivní, intelektuální a nakonec i tělesné funkce.

Role beta-amyloidu

Skutečná příčina nemoci zatím není plně objasněná. Vědci se ale shodují, že důležitou roli hraje bílkovina beta-amyloid, ať už jako jedna z příčin, nebo jako projev nemoci. Pokud se v mozku tvoří více beta-amyloidu, než stačí tělo odbourat, vznikají v mozkové kůře takzvané senilní plaky. Ty narušují spojení mezi nervovými buňkami (synapse a axony), což vede k širokému spektru neurologických projevů.

Typické příznaky

• opakování stejných otázek bez vědomí, že už zazněly,
• ztrácení věcí a jejich odkládání na nesprávná místa,
• potíže s hledáním slov a nelogická stavba vět,
• dezorientace v prostoru a čase,
• změny nálad, večerní neklid a narušený spánek.

Mozkové vlny gama a frekvence 40 Hz

Elektrickou aktivitu mozku měříme jako mozkové vlny, jejichž frekvence se udává v hertzích (Hz). Hodnota 40 Hz znamená 40 kmitů za sekundu. Tak vysoké frekvence patří mezi vlny gama, které se pohybují zhruba v rozmezí 25–100 Hz a typicky kolem 40 Hz.

Vlny gama souvisejí s pozorností, soustředěním a fungováním paměti. U lidí s Alzheimerovou chorobou je tato aktivita oslabená. Vědci proto zkoumali, zda ji lze obnovit zvenčí, například pomocí světla blikajícího stejnou frekvencí.

Jak probíhal pokus s LED světlem

Tým testoval metodu na geneticky upravených myších, u kterých se rozvíjejí změny podobné Alzheimerově chorobě u lidí: oslabení vln gama a hromadění beta-amyloidu. Myši byly umístěny v prostředí osvětleném LED zdroji, například LED pásky nebo jinými LED svítidly, jako jsou LED reflektory, naprogramovanými k blikání s různou frekvencí.

Proč právě 40 Hz

Blikání s frekvencí 20 Hz ani 80 Hz požadovaný účinek nemělo. Zlom přinesla až frekvence 40 Hz. Po hodině vystavení světlu blikajícímu 40× za sekundu zaznamenali vědci ve zrakové oblasti mozkové kůry myší pokles hladiny beta-amyloidu zhruba o 40–50 %.

Co se dělo v mozku

Blikající světlo vyvolalo v mozku myší vlny gama, které jejich mozek sám už nevytvářel. Ukázalo se, že tato aktivita výrazně zlepšila práci imunitních buněk mozku, takzvaných mikroglií. U zdravého jedince mikroglie odstraňují beta-amyloid a brání tvorbě plaků. Při Alzheimerově chorobě tuto úlohu plní špatně. Po stimulaci světlem 40 Hz mikroglie změnily svůj tvar a začaly beta-amyloid opět účinněji odklízet.

Účinek jedné hodinové stimulace byl podle autorů krátkodobý. Opakovaná stimulace po dobu několika dní však u myší snížila i množství samotných plaků.

Proč zrovna LED

Tým profesorky Tsai zpočátku pracoval s optogenetikou, metodou ovládání geneticky upravených nervových buněk pomocí světla. Ta je ale pro lidi příliš invazivní: do buněk je třeba vnést cizí gen, který vytvoří iontové kanály citlivé na světlo, a světlo zavést přímo do mozkové tkáně.

U stimulace přes oči nic takového potřeba není. Proto vědci od optogenetiky ustoupili a pracovali s běžným LED světlem. „LED světla nabízejí mnohem méně invazivní a šetrnou léčbu, která je daleko vhodnější pro lidské použití,“ uvedla Tsai v rozhovoru pro Boston Magazine.

LED jsou pro takové pokusy ideální z technického hlediska: rozsvítí se a zhasnou za zlomek milisekundy, takže lze přesně nastavit frekvenci blikání, a s vhodnou elektronikou je lze řídit jakýmkoli programem. Klasická žárovka nebo zářivka by tak rychle a přesně blikat nedokázala.

Co výsledky znamenají pro lidi

Profesorka Tsai sama upozorňovala, že neexistuje záruka, že to, co fungovalo u myší, bude stejně fungovat i u lidí. Navazující výzkum s lidmi, kombinující blikající světlo a zvuk o frekvenci 40 Hz, proto pokračuje. Výsledky zatím nejsou definitivní a metoda není běžně dostupnou ani schválenou léčbou.

Pokud by se účinek u lidí potvrdil, mohli by podle Tsai pacienti v budoucnu používat správně nastavené světlo podle pokynů lékaře v klidu domova. Do té doby platí jednoduché pravidlo: o jakékoli léčbě rozhoduje lékař.

Běžné osvětlení blikat nemá

U obyčejného osvětlení je blikání nežádoucí. Kvalitní LED svítidla s dobrým napájecím zdrojem svítí stabilně. Pokud vám doma LED žárovka nebo zářivka problikává, příčinu a řešení najdete v článku Jak na problikávání LED žárovek a zářivek.

Osvětlení domova pro člověka s demencí

I když běžné světlo Alzheimerovu chorobu neléčí, správné osvětlení může nemocnému výrazně usnadnit každodenní život, zlepšit spánek a snížit riziko pádů. Zkušenosti z pečovatelských zařízení popisuje článek LED světla v zařízeních pro seniory.

Zásady osvětlení

• Víc světla přes den. Starší oko potřebuje výrazně více světla. Přes den svěťte vydatně a rovnoměrně, ideálně neutrální bílou kolem 4 000 K.
• Teplé a tlumené světlo večer. Večer přejděte na teplou bílou 2 700–3 000 K a nižší jas. Pomohou stmívatelné LED žárovky.
• Noční orientační světlo. Cestu z postele na toaletu osvětlete nízko nad podlahou. Vhodná jsou orientační světla, noční světla nebo LED pásky s pohybovým čidlem.
• Žádné tmavé kouty a ostré stíny. Stíny a odlesky na podlaze mohou člověka s demencí mást a zvyšují riziko pádu.
• Bez oslnění. Volte svítidla s difuzorem, holé zdroje v zorném poli oslňují.
• Jednoduché ovládání. Podsvícené vypínače a světla s čidlem pohybu, která se rozsvítí sama.

Jak světlo ovlivňuje spánek a denní rytmus, popisuje článek Zdravý spánek se správným osvětlením. Obecně o vlivu světla na zdraví píšeme v článku Světlo je nezbytné pro naše zdraví.

Časté otázky

Shrnutí

Studie MIT z roku 2016 ukázala, že LED světlo blikající s frekvencí 40 Hz obnovilo u myší mozkové vlny gama, aktivovalo imunitní buňky mozku a snížilo hladinu beta-amyloidu zhruba o 40–50 %. U lidí se metoda stále zkoumá a není schválenou léčbou. Pro lidi s demencí má ale velký význam kvalitní běžné osvětlení: dostatek světla přes den, teplé tlumené světlo večer a bezpečné noční orientační světlo.

Kam dál