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
