Láseres transcraneales para la función cognitiva del cerebro | El Paso, TX Quiropráctico
Dr. Alex Jimenez, Quiropráctico de El Paso
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Láseres transcraneales para la función cognitiva del cerebro

Según estudios de investigación, la estimulación con láser infrarrojo transcraneal, así como otros tipos de láseres transcraneales, utilizados en las funciones de la corteza frontal pueden mejorar la atención sostenida y la memoria de trabajo, entre otras funciones cerebrales. La estimulación láser transcraneal con luz monocromática de baja densidad de potencia (mW / cm2) y alta densidad de energía (J / cm2) en las longitudes de onda del infrarrojo cercano regula y mantiene las funciones cerebrales y puede promover efectos neuroterapéuticos de manera no destructiva y no térmica manera. Los investigadores determinaron a través del primer estudio de investigación controlado que la estimulación láser transcraneal mejora las funciones cognitivas y emocionales del cerebro humano.

En el campo de la terapia de luz / láser de bajo nivel o LLLT, el desarrollo de un modelo para demostrar cómo la energía luminosa de las longitudes de onda del rojo al infrarrojo cercano mejora la bioenergética ha estado en desarrollo durante los últimos años 40. Estudios anteriores de investigación de LLLT han demostrado una variedad histórica de desarrollos, principios y aplicaciones sobre el tema. El propósito del siguiente artículo es demostrar una actualización sobre los mecanismos neuroquímicos de LLLT que apoyan la estimulación láser transcraneal para funciones de mejora cognitiva. Describiremos el efecto de LLLT en la bioenergética del cerebro, discutiendo brevemente su biodisponibilidad y respuesta a la dosis, y sus efectos sobre la función cognitiva del cerebro. Aunque nuestro enfoque está en las funciones cognitivas relacionadas con la prefrontal, LLLT debería ser capaz de mejorar otras funciones cerebrales. A modo de ejemplo, estimular diferentes regiones del cerebro afecta diferentes funciones asociadas con los sistemas sensoriales y motores.

Láseres transcraneales en bioenergética cerebral

Los láseres de infrarrojo cercano y los diodos emisores de luz, o LED, afectan la función cerebral de acuerdo con la bioenergética, un mecanismo que es fundamentalmente diferente de otros métodos y técnicas de estimulación cerebral, como la estimulación eléctrica y magnética. Se ha demostrado que LLLT regula y mantiene la función de las neuronas en cultivos celulares y la función cerebral en animales, así como las funciones cognitivas y emocionales en pacientes y problemas de salud. La fotoneuromodulación se asocia con la absorción de fotones por ciertas moléculas en las neuronas que activan las vías de señalización bioenergética después de exponerse a la luz roja al infrarrojo cercano. Las longitudes de onda de 600mm a 1150 nm proporcionan una mejor penetración de tejido por los fotones porque la luz se dispersa en longitudes de onda más bajas y es absorbida por el agua a longitudes de onda más altas. Hace más de 25 años atrás, se demostró que las moléculas que absorben las longitudes de onda LLLT son parte de la enzima mitocondrial respiratoria citocromo oxidasa en diferentes estados de oxidación. Además, para la luz roja al infrarrojo cercano, el principal fotoaceptor molecular de la energía de los fotones es la citocromo oxidasa, también conocida como citocromo c oxidasa o citocromo a-a3.

Además, la absorción de energía de los fotones por la citocromo oxidasa es el principal mecanismo neuroquímico de acción del LLLT en las neuronas. Cuanto más aumenta la actividad enzimática de la citocromo oxidasa, más energía metabólica se desarrolla a través de la fosforilación oxidativa mitocondrial. LLLT proporciona al cerebro energía metabólica de manera análoga a la conversión de nutrientes en energía metabólica con la utilización de luz en lugar de nutrientes que desarrollan la fuente de energía metabólica basada en ATP. Si se proporciona una dosis efectiva de energía de luz infrarroja cercana, estimula la producción de ATP cerebral y el flujo sanguíneo, alimentando finalmente las bombas de iones de membrana dependientes de ATP, promoviendo una mayor estabilidad de la membrana y resistencia a la despolarización, que se ha demostrado que reduce temporalmente la excitabilidad neuronal. La estimulación electromagnética también afecta directamente la excitabilidad eléctrica de las neuronas, como se demostró en estudios de investigación.

Un efecto duradero es el aumento de la cantidad de citocromo oxidasa, que mejora la capacidad neuronal para la producción de energía metabólica que puede utilizarse para mejorar las funciones cognitivas del cerebro. En ratones y ratas, LLLT y el azul de metileno, un fármaco que a dosis bajas proporciona electrones a la citocromo oxidasa, ha mejorado la memoria. La luz infrarroja cercana estimula la respiración mitocondrial al proporcionar fotones a la citocromo oxidasa porque la citocromo oxidasa acepta principalmente los fotones de la luz roja al infrarrojo cercano en las neuronas. Al estimular la actividad de la citocromo oxidasa, el LLLT transcraneal promueve la regulación positiva posterior a la estimulación de la cantidad de citocromo oxidasa en las mitocondrias cerebrales. El LLLT también puede mejorar la conversión de energía luminosa en energía metabólica durante la exposición a la luz, así como la regulación ascendente de la maquinaria enzimática mitocondrial para desarrollar más energía después de la exposición a la luz.

Biodisponibilidad y respuesta a dosis hormonal por láser transcraneal

La metaloproteína más numerosa que se encuentra en el tejido nervioso es la citocromo oxidasa y sus longitudes de onda de absorción a menudo se asocian con su actividad enzimática y producción de ATP. El aumento de la biodisponibilidad de LLLT para el cerebro in vivo se ha demostrado en una variedad de estudios de investigación al exponer la actividad de citocromo oxidasa cerebral transcranealmente, lo que resulta en una mejor retención de la memoria de extinción en ratas sanas y una mejor discriminación visual en ratas con función mitocondrial retiniana deteriorada. Otros estudios de investigación de LLLT utilizaron una variedad de longitudes de onda (633 – 1064 nm), dosis diarias (1 – 60 J / cm2), sesiones de fraccionamiento (1 – 6) y densidades de potencia (2 – 250 mW / cm2) que finalmente caracterizaron la efectividad Parámetros LLLT para ratas y humanos.

A modo de ejemplo, los investigadores evaluaron en ratas los efectos de diferentes dosis de LLLT in vivo sobre la actividad de la citocromo oxidasa cerebral, ya sea en 10.9, 21.6, 32.9 J / cm2 o sin LLLT. Se utilizaron tratamientos para 20, 40 y 60 min a través de cuatro conjuntos de LED 660-nm con una densidad de potencia de 9 mW / cm2. Un día después de la sesión LLLT, se extrajeron los cerebros de las ratas, se congelaron, se seccionaron y se procesaron para histoquímica de citocromo oxidasa. Una dosis de 10.9 J / cm2 aumentó la actividad de citocromo oxidasa en un porcentaje de 13.6. Una dosis de 21.6 J / cm2 desarrolló un aumento porcentual de 10.3. Se encontró un aumento no significativo de citocromo oxidasa de 3 por ciento después de la dosis más alta de 32.9 J / cm2. Las respuestas de la citocromo oxidasa cerebral a LLLT in vivo se caracterizaron por hormesis, siendo una dosis baja estimulante, mientras que las dosis más altas fueron menos efectivas.

Otro estudio de investigación demostró la primera demostración de que LLLT aumentó el consumo de oxígeno en la corteza prefrontal de rata in vivo. La concentración de oxígeno en la corteza de las ratas se midió utilizando extinción de fluorescencia durante LLLT a 9 mW / cm2 y 660 nm. LLLT promovió un aumento dependiente de la dosis en el consumo de oxígeno de 5 por ciento después de 1 J / cm2 y 16 por ciento después de 5 J / cm2. Debido a que el oxígeno se utiliza para desarrollar agua dentro de las mitocondrias en una respuesta desarrollada por la citocromo oxidasa, una mayor actividad de la citocromo oxidasa debería promover un mayor consumo de oxígeno.

LLLT también puede ofrecer varios beneficios sobre otros tipos de estimulación porque LLLT se dirige de forma no invasiva a la citocromo oxidasa, una enzima fundamental utilizada para la producción de energía, con una expresión promovida asociada con el aumento de energía. El LLLT es mecánicamente específico y no invasivo, mientras que la estimulación magnética transcraneal puede ser inespecífica, la estimulación eléctrica prolongada de la frente puede aumentar los espasmos musculares y la estimulación profunda del cerebro o del nervio vago es invasiva.

Láseres transcraneales en funciones cognitivas y emocionales

El LLLT a través de fuentes comerciales de baja potencia, como los diodos láser y LED aprobados por la FDA, es una opción de tratamiento alternativo no farmacológico muy prometedora, asequible para mejorar la función cognitiva del cerebro. LLLT ofrece dosis seguras de energía luminosa que regulan y mantienen las funciones neuronales, sin embargo, estas son lo suficientemente bajas como para no dañar el cerebro. En 2002, la FDA aprobó LLLT para el alivio del dolor en casos de dolor de cabeza y cuello, artritis y síndrome del túnel carpiano. LLLT se ha utilizado de forma no invasiva en humanos después de un accidente cerebrovascular isquémico para mejorar las funciones neurológicas. También mejoró la recuperación y finalmente redujo la fatiga después del ejercicio. Una sesión de estimulación LLLT en la frente, como se demostró en otro estudio de investigación, desarrolló un efecto antidepresivo considerable en pacientes con depresión. No se encontraron efectos secundarios adversos ni inmediatamente ni en 2 o 4 semanas después de LLLT. Por lo tanto, los tratamientos LLLT han demostrado ser seguros y efectivos en humanos. Aunque se ha determinado que LLLT es seguro y recibió la aprobación de la FDA para ser utilizado para el tratamiento del dolor, los láseres transcraneales para el aumento de la función cognitiva del cerebro deben limitarse para futuros estudios de investigación hasta que otras medidas de resultado respalden esta aplicación para la utilización clínica.

La estimulación transcraneal con láser en la frente se utilizó en un estudio de investigación aleatorizado controlado con placebo, para demostrar los efectos de las tareas cognitivas asociadas con la corteza prefrontal, incluida una tarea de vigilancia psicomotora, o TVP, y un emparejamiento diferido de la muestra, o DMS, tarea de memoria. El PVT evalúa la atención sostenida, con pacientes que permanecen atentos durante los intervalos de retraso y presionan un botón cuando aparece la estimulación visual en un monitor. La estimulación con láser se dirigió a regiones prefrontales que se cree que se utilizan en los procesos atencionales sostenidos de la TVP. La tarea DMS admite la corteza prefrontal como parte de una red de regiones cerebrales frontal y parietal.

Los pacientes sanos recibieron una onda constante de luz infrarroja cercana que cruza el espectro de absorción de la citocromo oxidasa, dirigida a la frente utilizando un diodo láser de baja potencia 1064 nm, también conocido como "láser frío", que aumenta la penetración en el tejido debido a su longitud de onda larga y se ha utilizado en humanos por otros problemas de salud. La densidad de potencia o irradiancia, 250 mW / cm2, y la densidad o fluencia de energía acumulativa, 60 J / cm2, fueron idénticas, lo que demostró los beneficios de los efectos psicológicos en otro estudio de investigación. Esta exposición al láser desarrolla un calor insignificante y ningún daño físico al bajo nivel de potencia utilizado. El proveedor del láser utiliza este aparato láser de forma segura en un entorno clínico. El tiempo de reacción en el PVT mejoró con el tratamiento con láser, como lo demuestra un considerable efecto de tiempo de reacción previo y posterior asociado con el grupo placebo. La tarea de memoria DMS también demostró mejoras considerables en las medidas de latencia de recuperación de memoria y el número de ensayos correctos, al comparar el grupo tratado con LLLT con el grupo placebo como se muestra en la Figura 1. Los estados afectivos o emocionales positivos y negativos autoinformados también se midieron utilizando el cuestionario PANAS-X antes y 2 semanas después del tratamiento con láser. En comparación con el placebo, los pacientes tratados demostraron estados afectivos considerablemente mejorados. Sugerimos que este tipo de estimulación láser transcraneal puede servir como método y técnica no invasivos y eficaces para aumentar las funciones cognitivas del cerebro asociadas con la atención, la memoria y las funciones emocionales.

Figura 1 Rendimiento cognitivo mejorado después de la estimulación infrarroja transcraneal | El Paso, TX Quiropráctico
Figura 1. Se mejoró el rendimiento cognitivo en la tarea de memoria diferida de coincidencia a muestra (DMS) después de la estimulación infrarroja transcraneal en la frente derecha. La tarea DMS implica la presentación de un estímulo visual (patrón de cuadrícula) en una pantalla. Luego, el estímulo desaparece, y el participante debe recordar el estímulo a través de un retraso. Luego aparecen dos opciones, y el participante debe decidir cuál de estos dos es idéntico al estímulo anterior (el "partido"). Los sujetos tratados mostraron una recuperación de memoria más rápida (panel izquierdo) y un mayor número de ensayos correctos (panel derecho) fuera de los ensayos 30 cuando intentaban elegir el patrón de cuadrícula correcto. El tratamiento con láser aumentó la función de las regiones de la corteza frontal, implicada en la red de modo atencional utilizada durante esta tarea de memoria visuoespacial. En comparación con el valor inicial, este tratamiento también aumentó en un 5% la concentración de oxihemoglobina de la corteza prefrontal medida por espectroscopía de infrarrojo cercano, tanto durante la estimulación con láser como durante el rendimiento del DMS posterior al tratamiento (en preparación). Los datos para el grupo tratado consistieron en n = 10 hombres yn = 10 mujeres; el grupo de control también consistió en n = 10 machos y n = 10 hembras. * Tratamiento significativo por interacción pre-post score, p <0.05.

Los mecanismos bioenergéticos de LLLT asociados con el aumento cognitivo también pueden estar asociados en sus efectos neuroprotectores. La estimulación de la respiración mitocondrial de LLLT debería mejorar la función celular debido al aumento de la energía metabólica y la supervivencia celular después de la lesión debido a los efectos antioxidantes de los aumentos en la citocromo oxidasa y la superóxido dismutasa.

La transmitancia láser de la longitud de onda 1064-nm en el sitio LLLT de la frente se estimó en una muestra humana post mortem, lo que demostró que aproximadamente el 2 por ciento de la luz pasaba a través del hueso frontal. Esto produjo un coeficiente de absorción de a = 0.24, similar a la transmitancia a = 0.22 demostrada a través del hueso craneal para esta longitud de onda. Además, se estimó que aproximadamente 1.2 J / cm2 de la dosis 60 J / cm2 LLLT aplicada alcanzó la superficie de la corteza prefrontal. Este valor es similar a 1 J / cm2, la dosis máxima efectiva de LLLT en cultivos de neuronas para aumentar la actividad de citocromo oxidasa.

La absorción transcraneal de la energía de los fotones por la citocromo oxidasa, la enzima terminal en la respiración mitocondrial, se asocia como el mecanismo de acción bioenergético de LLLT en el cerebro. El LLLT transcraneal regula en exceso la citocromo oxidasa cortical y mejora la fosforilación oxidativa. LLLT mejora las funciones cognitivas relacionadas con la corteza prefrontal, como la atención sostenida, la memoria de extinción, la memoria de trabajo y el estado afectivo. La estimulación infrarroja transcraneal se puede utilizar eficazmente para apoyar la respiración mitocondrial neuronal como una nueva intervención no invasiva que mejora la cognición en animales y humanos. Este nuevo enfoque de tratamiento fascinante también debería ser capaz de afectar otras funciones cerebrales asociadas con el sitio neuroanatómico estimulado y los parámetros de estimulación utilizados.

La terapia con láser de bajo nivel, o LLLT, y otros tipos de láseres transcraneales son láseres no invasivos y de baja potencia que ahora se están utilizando en regiones corticales específicas del cerebro para mejorar las respuestas fisiológicas y la función cognitiva. Muchos estudios de investigación han demostrado que los láseres transcraneales pueden en última instancia mejorar la atención, la memoria y las reacciones, mientras que muchos otros estudios de investigación también han demostrado que estos también pueden ayudar a mejorar la depresión y posiblemente incluso la enfermedad de Alzheimer. Aunque aún se requieren más estudios de investigación, las medidas de resultado son prometedoras. - Dr. Alex Jimenez DC, CCST Insight


Dieta y ejercicio para enfermedades neurológicas


Según estudios de investigación, la estimulación con láser infrarrojo transcraneal, así como otros tipos de láseres transcraneales, utilizados en las funciones de la corteza frontal pueden mejorar la atención sostenida y la memoria de trabajo, entre otras funciones cerebrales. La estimulación láser transcraneal regula y mantiene las funciones cerebrales y puede promover efectos neuroterapéuticos de una manera no destructiva y no térmica. Los investigadores determinaron a través del primer estudio de investigación controlado que la estimulación láser transcraneal mejora las funciones cognitivas y emocionales del cerebro humano. El alcance de nuestra información se limita a cuestiones de salud quiropráctica, musculoesquelética y nerviosa, así como a artículos, temas y debates sobre medicina funcional. Para seguir discutiendo el tema anterior, no dude en preguntarle al Dr. Alex Jiménez o contáctenos en 915-850-0900 .

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Discusión de tema adicional: dolor crónico

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