Cambios inducidos por fotobiomodulación transcraneal en la conectividad funcional del cerebro humano

 La fotobiomodulación (PBM) implica la aplicación de luz de baja potencia y alta fluencia en el rango del rojo al infrarrojo cercano (NIR) (generalmente entre 630-1100 nm) para modular la respiración mitocondrial de una manera no destructiva y no térmica. PBM transcraneal (tPBM) se refiere a PBM dirigido a la corteza cerebral con el propósito de mejorar la oxigenación cerebral y la función cognitiva. Aproximadamente el 1-2% de la luz NIR entre 660-940 nm penetra a través de varias capas del cuero cabelludo y el cráneo humanos y llega a la corteza cerebral, varios centímetros por debajo de la superficie del cuero cabelludo. El supuesto mecanismo de PBM se basa en la absorción de fotones por la citocromo-c-oxidasa (CCO), que es la enzima terminal en la cadena respiratoria mitocondrial que es necesaria en la utilización del oxígeno cerebral para el metabolismo energético. A medida que aumenta la actividad de CCO, se consume más oxígeno mientras que la energía metabólica disponible aumenta a través de la producción simultánea de ATP a través de la fosforilación oxidativa mitocondrial. El aumento resultante en la actividad de CCO conduce a alteraciones metabólicas y hemodinámicas en el cerebro que pueden facilitar la neuroprotección y mejoras cognitivas. En varias reseñas de Hamblin, el uso de tPBM por varios grupos se informó como una posible intervención para accidentes cerebrovasculares agudos y crónicos, lesión cerebral traumática, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, depresión, ansiedad y mejora cognitiva.

Se han utilizado varias modalidades de neuroimagen para el mapeo funcional del cerebro al mismo tiempo que la administración de tPBM, como la electroencefalografía (EEG), la tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT) y la espectroscopia funcional del infrarrojo cercano (fNIRS) . Entre ellos, fNIRS mide los cambios no invasivos de la concentración de oxihemoglobina (Δ [HbO]) y la concentración de desoxihemoglobina (Δ [HHb]) resultantes del acoplamiento neurovascular secundario a la activación neuronal. De los pocos estudios fNIRS con administración concurrente de tPBM informados hasta la fecha, el número de canales fNIRS utilizados fue limitado (≤ 20) y solo proporcionó un mapeo de la hemodinámica cerebral sobre la corteza prefrontal.

Elizabeth L. Urquhart, Hashini Wanniarachchi, Xinlong Wang, Francisco González-Lima, George Alexandrakis y Hanli Liu, "Cambios inducidos por fotobiomodulación transcraneal en la conectividad funcional del cerebro humano y métricas de red mapeadas por espectroscopia funcional de infrarrojo cercano de cabeza completa in vivo, "Biomed. Optar. Express 11 , 5783-5799 (2020)

https://www.osapublishing.org/boe/fulltext.cfm?uri=boe-11-10-5783&id=439886