La estimulación láser transcraneal mejora la oxigenación cerebral humana

... La fotobiomodulación utiliza luz de baja potencia y alta fluencia de láseres o LED en el rango rojo al infrarrojo cercano (620-1,100 nm) para modular la respiración mitocondrial de una manera no destructiva y no térmica 1 , 2 . La estimulación láser transcraneal del cerebro con luz infrarroja cercana es una forma novedosa de fotobiomodulación, también conocida como terapia de luz de bajo nivel (láser) (LLLT) cuando se aplica a pacientes 1 - 3 . En los últimos años, la estimulación láser transcraneal ha llamado la atención por su potencial terapéutico en una variedad de afecciones neurológicas y psicológicas. Se ha demostrado que es eficaz para el tratamiento de pacientes con accidente cerebrovascular isquémico en algunos ensayos clínicos controlados 3 , 4.. Dos estudios de Naeser et al. informó que el uso diario de luz infrarroja cercana en la frente mejoró las funciones cognitivas en pacientes con lesiones cerebrales traumáticas crónicas 5 , 6 . Schiffer y col. También descubrió que un solo tratamiento de luz infrarroja cercana en la frente con LED podría tener beneficios psicológicos en diez pacientes con depresión y ansiedad mayores 7 . Estimulando con la misma irradiancia de 0.25 W / cm 2 que Schiffer et al. 7 , pero usando un láser con una longitud de onda más larga (1,064 nm), Barrett y Gonzalez-Lima realizaron el primer estudio controlado en 40 participantes humanos sanos y demostraron que la estimulación láser transcraneal mejora las funciones cognitivas y emocionales 8. Un estudio posterior controlado por Blanco et al. 9 también demostraron que la estimulación láser transcraneal con irradiación de 0.25 W / cm 2 y láser de 1.064 nm mejora las funciones ejecutivas en participantes humanos sanos.

El mecanismo de acción de la luz infrarroja cercana se basa en la absorción de fotones por la citocromo oxidasa 10 , que es la enzima terminal en la cadena respiratoria mitocondrial que juega un papel clave en la utilización de oxígeno cerebral para el metabolismo energético 1 , 2 . Cuanto más aumenta la actividad de la citocromo oxidasa, más consumo de oxígeno y energía metabólica se produce a través de la fosforilación oxidativa mitocondrial 11 . Este mecanismo de fotónica-bioenergética produce alteraciones metabólicas y hemodinámicas en el cerebro que facilitan tanto la neuroprotección como la mejora cognitiva 12 , 13 . En 2012, Rojas et al. 14fueron los primeros en informar que la luz infrarroja cercana aumentó el consumo de oxígeno en la corteza prefrontal de rata in vivo . Sin embargo, la mayoría de los estudios en humanos han evaluado los efectos de la terapia con láser de bajo nivel observando los cambios en las medidas conductuales y psicológicas y postulando el mecanismo neurofisiológico subyacente que las causa. Hasta la fecha, solo el estudio de Schiffer et al. 7ha analizado los efectos de los LED de infrarrojo cercano en la hemodinámica cerebral humana midiendo los cambios totales de hemoglobina con un oxímetro cerebral.

La espectroscopía funcional de infrarrojo cercano (fNIRS) 15 , 16 es una tecnología emergente de neuroimagen que mide los cambios en la hemodinámica cerebral y la oxigenación relacionadas con las actividades neuronales. Debido a que tanto la fNIRS como la estimulación láser transcraneal utilizan luz en el rango del infrarrojo cercano, comparten vías ópticas similares a través de los tejidos. Por lo tanto, fNIRS es una herramienta adecuada para el estudio mecanicista in vivo de la estimulación láser transcraneal. Además, tanto la estimulación láser transcraneal como la fNIRS son seguras, compactas y fáciles de implementar. Una combinación de estas dos tecnologías no invasivas de infrarrojo cercano puede proporcionar un enfoque eficaz de tratamiento con imágenes para aplicaciones neurológicas y psicológicas.

Artículo completo en https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lsm.22471
Tian F, Hase SN, Gonzalez-Lima F, Liu H (2016) La estimulación láser transcraneal mejora la oxigenación cerebral humana. Lasers Surg Med 48 (4): 343–349