アミロイドβ(Aβ)およびタウは重要なCSFバイオマーカーである。Aβは42個のアミノ酸(_Aβ1-42)からなり、膜貫通アミロイド前駆体タンパク質(APP)がβセクレターゼおよびγセクレターゼ1によって加水分解された^{産物です。}_Aβ1-42は、その溶解特性のために脳内の細胞外アミロイドプラークに凝集する可能性がある^1,2。タウは微小管関連タンパク質で、主に軸索に存在し、順行性軸索輸送に関与しています³。異常なタウの過剰リン酸化は、主にキナーゼとホスファターゼとの間の不均衡によって誘発され、微小管からのタウの剥離および神経原線維のもつれ(NFT)の形成をもたらす¹。タウおよびリン酸化タウタンパク質(pTau)が神経変性プロセス中に細胞外空間に放出されるため、CSF中のタウの濃度が増加する。これまでの研究では、CSFバイオマーカーがアルツハイマー病(AD)脳の3つの主要な病理学的変化(細胞外アミロイドプラーク、細胞内NFT形成、およびニューロン喪失)に関連していることが示されています⁴。ADの初期段階に存在するAβおよびタウの異常な濃度は、したがって早期AD診断を可能にする^5,6。

2016年、ツァイらは、非侵襲的な光のちらつき(40Hz)が、沈着前マウスの視覚野における_{Aβ1-40およびAβ1-42}のレベルを低下させることを見出した⁷。最近、彼らはさらに、聴覚緊張刺激(40Hz)が認識と空間記憶を改善し、5XFADマウスの海馬および聴覚野(AC)におけるアミロイドタンパク質レベルを低下させ、P301SタウオパチーモデルにおけるpTau濃度を低下させることを報告^した8。これらの結果は、非侵襲的技術がAβおよびタウ代謝に影響を及ぼす可能性があることを示している。

非侵襲的なツールとして、経頭蓋磁気刺激(TMS)は、脊髄、末梢神経、および大脳皮質を含む神経組織を電気的に刺激することができる⁹。さらに、それは刺激部位および機能的接続における大脳皮質の興奮性を改変することができる。したがって、TMSは、神経変性障害の治療および予後および診断検査に使用されている。TMSにおける臨床介入の最も一般的な形態であるrTMSは、皮質の活性化を誘導し、皮質の興奮性を改変し、認知/運動機能を調節することができる。

20Hz rTMSは、グルタミン酸およびAβを含む酸化ストレッサーに対してインビトロ神経保護効果を有し、マウスにおけるモノクローナル海馬HT22細胞の全体的な生存率を改善したことが報告された¹⁰。1HzのrTMS刺激後、海馬におけるβ部位APP切断酵素1、APP、およびそのC末端断片がかなり減少した。特に、海馬CA1における長期増強、空間学習、および記憶の障害は逆転した^11,12。Baiらは、ワーキングメモリ試験中のAβ誘発ガンマ振動機能不全に対するrTMSの影響を調査した。彼らは、rTMSがAβ誘発性機能障害を逆転させ、作業記憶に潜在的な利益をもたらす可能性があると結論付けた¹³。しかし、rTMSがタウ代謝に及ぼす影響や、rTMSの前後のCSFにおけるAβとタウの動的変化に関する報告はほとんどない。このプロトコルは、アカゲザルCSFのAβおよびタウレベルに対する異なる周波数(低周波、1Hz、高周波、20Hz、および40Hz)におけるrTMSの影響を調査する手順を説明しています。