Около

Человеческий мозг является доминирующим местом энергетического обмена в организме. Внутреннее сокращение и расслабление сосудистых стенок, также известное как «вазодвижение», отвечает за метаболическую и гемодинамическую активность в мозге человека. Нарушения вазомоции связаны с неврологическими состояниями, такими как атеросклероз, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и инсульт. Лучшее понимание механизмов, лежащих в основе гемодинамической и метаболической активности церебрального метаболизма человека, может помочь в продвижении применения нейромодуляции для улучшения когнитивных функций у людей с неврологическими расстройствами или без них.

Транскраниальная фотобиомодуляция (tPBM) — это новая форма светотерапии, в которой используются лазеры низкой интенсивности или светодиоды, излучающие ближний инфракрасный свет, для стимуляции мозга и повышения его активности. Многообещающий подход, tPBM, в настоящее время исследуется в качестве потенциальной терапии различных неврологических заболеваний. Однако он все еще находится на ранних стадиях разработки, и исследователи работают над оптимизацией таких факторов, как интенсивность света, длина волны и продолжительность лечения, для достижения наилучшего возможного результата.

Профессор Ханли Лю и ее коллеги из Техасского университета в Арлингтоне, США, изучали специфическое влияние tPBM на гемодинамику (связанную с кровотоком) и метаболическую активность префронтальной коры, области мозга, участвующей в когнитивных функциях. . В своем недавнем исследовании, опубликованном в журнале Neurophotonics, они пошли вперед, показав, что гемодинамическая и метаболическая активность покоящейся префронтальной коры действительно значительно модулируется tPBM.

В этом исследовании исследователи пригласили 26 здоровых молодых людей пройти сеансы tPBM, во время которых они подвергались пяти различным условиям стимуляции. Каждый участник получил 8-минутную обработку светом с длиной волны 800 и 850 нм на правый лоб (R800, R850) и светом с длиной волны 800 нм на левый лоб (L800). Им также сделали два ложных вмешательства (плацебо) на левый и правый лоб для контрольного анализа. Для защиты глаз участников во время лечения были предоставлены очки лазерной защиты.

Непосредственно до и после 8-минутной обработки tPBM на каждой стороне лба участника были размещены 2-канальные широкополосные зонды для спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона (2-bbNIRS). Эта установка помогла исследователям зафиксировать и измерить эффекты лечения и изменения в активности мозга до и после стимуляции на основе свойств поглощения и рассеяния мозговой ткани. Затем измеренные данные были преобразованы в сигналы, отражающие гемодинамическую и метаболическую активность в различных областях мозга.

Исследователи наблюдали значительные различия в реакции мозга в диапазонах сверхмедленных колебаний (ISO) — частотных диапазонах ритмических колебаний в кровеносных сосудах, которые происходят независимо от сердцебиения — после лечения tPBM. Различные колебания диапазона ISO, классифицированные как эндогенные (E), миогенные (M) и нейрогенные (N) компоненты, представляют собой внутренний эндотелиальный слой и внешний гладкомышечный слой кровеносных сосудов, а также связанные с нервами элементы внутри тканей. , соответственно.

В общем, вазодвижения в различных областях мозга, например, в двусторонней области лба, синхронизированы из-за единого сердцебиения или движений сердца. Исследователи обнаружили, что все три состояния tPBM привели к снижению синхронизации между двусторонним метаболизмом в N-диапазоне и двусторонней гемодинамической активностью в M-диапазоне ISO. Однако R800 значительно увеличил двустороннюю гемодинамическую и метаболическую связь или синхронизацию в диапазоне E.

Изучив связь между гемодинамической и метаболической активностью на каждой стороне префронтальной коры, они также обнаружили, что все три условия стимуляции усиливали гемодинамически-метаболическую связь в диапазоне E только на стороне tPBM, а не на противоположной стороне. Кроме того, как R800, так и L800 привели к усилению гемодинамически-метаболической связи в диапазоне М, также на стороне стимуляции.