《探索 | 光生物学调节干预并改善工作记忆》

  • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
  • 编译者: husisi
  • 发布时间:2022-12-12
  • 光生物学调节,也被称为低水平激光治疗,多种光从低功率激光器或发光二极管(LED)发出,这种非侵入性的方法可用于对抗疾病、修复损伤、缓解疼痛、管理器官和免疫系统功能障碍、减少炎症以及解决各种神经和年龄相关的健康问题。

    图1 大脑艺术图

    近日,研究人员发现,应用于大脑的经颅光生物调节可以提高人类的工作记忆能力,该结论需要进行更多的研究来验证结果,以及充分了解应对措施的基本机制和持续时间。

    一种特别的激光治疗

    第一个光生物调节实验紧挨着第一个激光器的发明。1967年,匈牙利医生Endre Mester利用红宝石激光照射剃毛的老鼠背部。虽然他希望根除植入皮下的肿瘤,但激光功率太低,不足以产生这样的影响。相反,Mester医生注意到,与对照组相比,接受治疗的老鼠的毛发生长速度更快。

    现如今,虽然光生物学调节还没有发展为某一疾病的标准治疗方法,但已被验证其具有一定的抗炎和缓解疼痛的作用。其他光疗法通常用于加热和切割组织。与它们不同,光生物发调节采用低功耗激光,不会显著升高温度。

    北京师范大学Dongwei Li及其同事希望发展这项技术可以干预并改善认知功能。尤其是,他们想要测试它对工作记忆的影响,工作记忆是一种短期记忆,用于在完成认知任务时暂时存储信息。

    论文作者之一,也是英国伯明翰大学访问博士生Dongwei Li说:“患有多动症(注意缺陷障碍)或其他与注意力有关的疾病的人可以从这种治疗中受益,这种治疗安全、简单、无创伤,没有副作用。”

    图2 在光生物学调节实验中,该团队将1064 nm激光照射在实验对象的右脑前额叶外皮并持续12分钟

    工作记忆的增强

    该团队使用的半导体泵浦固体激光连续输出功率为2271兆瓦,约为皮肤最大允许功率的五分之一。他们将手持光源置于90名年轻人的右脑前额叶外皮上12分钟,然后测试他们的视觉工作记忆能力,而参与者被要求记住线条的方向和颜色块(如图2)。

    结果显示,在1064 nm的经颅光生物调节下,测试分数提高约25%。经颅光生物调节在852nm 或刺激左侧脑前额叶外皮没有观察到提高。脑电图(EEG)数据也与测试表现相关,但其背后的机制尚不清楚。

    论文作者之一、人类大脑健康中心联合主任Ole Jensen:“作为下一步,我们需要弄清楚激光治疗的效果能持续多久,我们还想研究这种刺激如何帮助参与者解决注意力和工作记忆问题。”

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    • 编译者:husisi
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