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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 forma 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, se ha estado desarrollando un modelo para demostrar cómo la energía luminosa de las longitudes de onda del rojo al infrarrojo cercano mejora la bioenergética durante los últimos 40 años. Los estudios de investigación anteriores de LLLT han demostrado históricamente una variedad de desarrollos, principios y aplicaciones sobre el tema. El propósito del siguiente artículo es demostrar una actualización de los mecanismos neuroquímicos de la LLLT que respaldan la estimulación láser transcraneal para las funciones de mejora cognitiva. Describiremos el efecto de la LLLT en la bioenergética del cerebro, discutiendo brevemente su biodisponibilidad y dosis-respuesta, y sus efectos sobre la función cognitiva del cerebro. Aunque nuestro enfoque está en las funciones cognitivas relacionadas con el prefrontal, la LLLT debería poder mejorar otras funciones cerebrales. A modo de ejemplo, la estimulación de diferentes regiones del cerebro afecta a 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 a otros métodos y técnicas de estimulación cerebral, como la estimulación eléctrica y magnética. Se ha demostrado que la 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 está asociada con la absorción de fotones por ciertas moléculas en las neuronas que activan las vías de señalización bioenergética después de haber sido expuestas a la luz del rojo al infrarrojo cercano. Las longitudes de onda de 600 mm a 1150 nm proporcionan una mejor penetración de los fotones en el tejido porque la luz se dispersa en longitudes de onda más bajas y es absorbida por el agua en longitudes de onda más altas. Hace más de 25 años se demostró que las moléculas que absorben longitudes de onda de LLLT forman parte de la enzima respiratoria mitocondrial citocromo oxidasa en diferentes estados de oxidación. Además, para la luz del rojo 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 fotónica por la citocromo oxidasa es el principal mecanismo de acción neuroquímico de la 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. La LLLT proporciona al cerebro energía metabólica de una 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, lo que finalmente alimenta 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 transitoriamente la excitabilidad neuronal. La estimulación electromagnética también afecta directamente la excitabilidad eléctrica de las neuronas, como se demuestra en estudios de investigación.

 

La LLLT proporciona un efecto duradero que regula al alza la cantidad de citocromo oxidasa, que mejora la capacidad neuronal para la producción de energía metabólica que se puede utilizar para mejorar las funciones cognitivas del cerebro. En ratones y ratas, se ha demostrado que la memoria mejora con la LLLT y con el azul de metileno, un fármaco que, en dosis bajas, proporciona electrones a la citocromo oxidasa. La luz del infrarrojo cercano estimula la respiración mitocondrial al proporcionar fotones a la citocromo oxidasa porque la citocromo oxidasa acepta principalmente fotones de la luz roja al infrarrojo cercano en las neuronas. Al estimular la actividad de la citocromo oxidasa, la LLLT transcraneal promueve la regulación positiva posterior a la estimulación de la cantidad de citocromo oxidasa en las mitocondrias cerebrales. La 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. Se ha demostrado una mayor biodisponibilidad de LLLT para el cerebro in vivo en una variedad de estudios de investigación al exponer la actividad de la citocromo oxidasa del cerebro de forma transcraneal, 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 eficacia Parámetros LLLT tanto para ratas como para humanos.

 

Por ejemplo, los investigadores evaluaron en ratas los efectos de diferentes dosis de LLLT in vivo sobre la actividad de la citocromo oxidasa del cerebro, ya sea en 10.9, 21.6, 32.9 J / cm2 o sin LLLT. Los tratamientos se utilizaron durante 20, 40 y 60 minutos a través de cuatro matrices de LED de 660 nm con una densidad de potencia de 9 mW / cm2. Un día después de la sesión de LLLT, los cerebros de las ratas fueron extraídos, congelados, seccionados y procesados ​​para la histoquímica de la citocromo oxidasa. Una dosis de 10.9 J / cm2 aumentó la actividad de la citocromo oxidasa en un 13.6 por ciento. Una dosis de 21.6 J / cm2 desarrolló un aumento del 10.3 por ciento. Se encontró un aumento no significativo de la citocromo oxidasa del 3 por ciento después de la dosis más alta de 32.9 J / cm2. Las respuestas de la citocromo oxidasa cerebral a la LLLT in vivo se caracterizaron por la hormesis, siendo una dosis baja estimulante mientras que las dosis más altas fueron menos efectivas.

 

La primera demostración de que la LLLT aumentó el consumo de oxígeno en la corteza prefrontal de la rata in vivo fue demostrada por otro estudio de investigación. 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. La LLLT promovió un aumento dependiente de la dosis en el consumo de oxígeno del 5 por ciento después de 1 J / cm2 y del 16 por ciento después de 5 J / cm2. Dado 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.

 

La LLLT también puede ofrecer varios beneficios sobre otros tipos de estimulación porque la LLLT ataca de manera no invasiva la citocromo oxidasa, una enzima fundamental utilizada para la producción de energía, con una expresión promovida asociada con el aumento de energía. La TLBI es mecánicamente específica y no invasiva, mientras que la estimulación magnética transcraneal puede ser inespecífica, la estimulación eléctrica prolongada de la frente puede aumentar los espasmos musculares y las estimulaciones cerebrales profundas o del nervio vago son invasivas.

 

Láseres transcraneales en funciones cognitivas y emocionales

 

La LLLT a través de fuentes comerciales de bajo consumo, como diodos láser y LED aprobados por la FDA, es una opción de tratamiento alternativo no farmacológico, asequible y muy prometedora para mejorar la función cognitiva del cerebro. La 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 la LLLT para aliviar el dolor en casos de dolor de cabeza y cuello, artritis y síndrome del túnel carpiano. La 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, en última instancia, 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 a las 2 o 4 semanas después de la TLBI. Por lo tanto, se ha demostrado que los tratamientos LLLT son seguros y efectivos en humanos. Aunque se ha determinado que la LLLT es segura y recibió la aprobación de la FDA para su uso en el tratamiento del dolor, los láseres transcraneales para el aumento de la función cognitiva del cerebro deben limitarse para estudios de investigación adicionales hasta que las medidas de resultado adicionales respalden esta aplicación para uso clínico.

 

La estimulación láser transcraneal 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 PVT, y una coincidencia retrasada con la muestra, o DMS, tarea de memoria. El PVT evalúa la atención sostenida, los pacientes permanecen atentos durante los intervalos de retraso y presionan un botón cuando aparece estimulación visual en un monitor. La estimulación con láser se dirigió a regiones prefrontales que se cree que se utilizan en los procesos de atención sostenidos de la PVT. La tarea DMS apoya la corteza prefrontal como parte de una red de regiones cerebrales frontales y parietales.

 

Los pacientes sanos recibieron luz infrarroja cercana de onda constante que cruza el espectro de absorción de la citocromo oxidasa, dirigida a la frente utilizando un diodo láser de baja potencia de 1064 nm, también conocido como `` láser frío '', que aumenta la penetración del 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 de energía acumulada o fluencia, 60 J / cm2, fueron idénticas, lo que demostró los beneficios de los efectos psicológicos en otro estudio de investigación. Esta exposición al láser genera un calor insignificante y ningún daño físico al bajo nivel de potencia utilizado. Este aparato láser se utiliza de forma segura en un entorno clínico por el proveedor del láser. El tratamiento con láser mejoró el tiempo de reacción en el PVT, como lo demuestra un efecto considerable del tiempo de reacción pre-post asociado con el grupo placebo. La tarea de memoria DMS también demostró mejoras considerables en las medidas de latencia de recuperación de la memoria y el número de ensayos correctos, al comparar el TLBI tratado con el grupo de placebo, como se demuestra 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 un método y una 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 mediante un retraso. Entonces aparecen dos opciones, y el participante debe decidir cuál de estos dos es idéntico al estímulo anterior (el 'emparejamiento'). Los sujetos tratados mostraron una recuperación de la memoria más rápida (panel izquierdo) y un mayor número de intentos correctos (panel derecho) de 30 intentos al intentar elegir el patrón de cuadrícula correcto. La función de las regiones de la corteza frontal, implicadas en la red del modo atencional utilizada durante esta tarea de memoria visuoespacial, se incrementó con el tratamiento con láser. En comparación con la línea de base, este tratamiento también aumentó en un 5% la concentración de oxihemoglobina de la corteza prefrontal medida por espectroscopia de infrarrojo cercano, tanto durante la estimulación con láser como durante la ejecución de DMS posterior al tratamiento (en preparación). Los datos para el grupo tratado consistieron en n = 10 machos yn = 10 hembras; el grupo de control también constaba de n = 10 machos yn = 10 hembras. * Tratamiento significativo por interacción de puntuación pre-post, p <0.05.

 

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

 

La transmitancia del láser de la longitud de onda de 1064 nm en el sitio de la LLLT de la frente se estimó en una muestra humana post-mortem, 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 de LLLT de 60 J / cm2 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 la citocromo oxidasa.

 

La absorción transcraneal de la energía fotónica por la citocromo oxidasa, la enzima terminal en la respiración mitocondrial, se asocia como el mecanismo de acción bioenergético de la LLLT en el cerebro. La LLLT transcraneal regula al alza la citocromo oxidasa cortical y mejora la fosforilación oxidativa. La 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 de forma eficaz para apoyar la respiración mitocondrial neuronal como una nueva intervención no invasiva que mejora la cognición en animales y seres humanos. Este nuevo y fascinante enfoque de tratamiento también debería poder 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 ...

 

Curada por el Dr. Alex Jimenez

 


 

Discusión de tema adicional: dolor crónico

 

El dolor repentino es una respuesta natural del sistema nervioso que ayuda a demostrar posibles lesiones. A modo de ejemplo, las señales de dolor viajan desde una región lesionada a través de los nervios y la médula espinal hasta el cerebro. El dolor generalmente es menos intenso a medida que la lesión se cura, sin embargo, el dolor crónico es diferente al tipo promedio de dolor. Con dolor crónico, el cuerpo humano continuará enviando señales de dolor al cerebro, independientemente de si la lesión se ha curado. El dolor crónico puede durar varias semanas o incluso varios años. El dolor crónico puede afectar enormemente la movilidad de un paciente y puede reducir la flexibilidad, la fuerza y ​​la resistencia.

 

 


 

Neural Zoomer Plus para Enfermedades Neurológicas

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