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Transkranielle Photobiomodulation zur Verbesserung der kognitiven Funktion

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Entdecken Sie eine faszinierende Behandlungsmethode für den Hausgebrauch, die Ihrem Gehirn gut tut

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Die transkranielle Photobiomodulation ist nicht nur für Sie geeignet, wenn Sie an Depressionen, Angstzuständen, Demenz/Alzheimer oder Parkinson leiden oder ein Schädel-Hirn-Trauma hatten. Sie können sie auch nutzen, um Ihr Gehirn vor möglichen zukünftigen Schäden zu schützen und Ihre kognitiven Funktionen zu verbessern! Die Forschung ist bereits im Gange!

Studie am Menschen I:

Barrett und Gonzalez-Lima (2013) haben die erste placebokontrollierte, randomisierte Studie vorgelegt, die zeigt, dass die transkranielle Laserstimulation die kognitiven und emotionalen Gehirnfunktionen des Menschen verbessert. Sie rekrutierten 40 Studienteilnehmer im Alter von 18 bis 35 Jahren, von denen jeweils 10 männliche und 10 weibliche Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip der Behandlungsgruppe und der Kontrollgruppe zugewiesen wurden. Sie verwendeten eine 1064-nm-Infrarot-Laserdiode und applizierten sie auf den rechten frontalen Pol (zentriert um den FP2-Punkt) der Großhirnrinde, der die vorderste Region des rechten präfrontalen Kortex ist. Die Leistungsdichte betrug 250 mW/cm und die Energiedichte 60 J/cm2

Der Einfluss der Therapie auf kognitive Aufgaben im Zusammenhang mit dem präfrontalen Kortex wurde mit der psychomotorischen Vigilanzaufgabe (PVT; sie bewertet die anhaltende Aufmerksamkeit, wobei die Teilnehmer während Verzögerungsintervallen wachsam bleiben und einen Knopf drücken, wenn ein visueller Reiz auf einem Monitor erscheint) und einer verzögerten Match-to-Sample (DMS)-Gedächtnisaufgabe (die auch die Reaktionszeit misst, aber zusätzlich eine Kurzzeitgedächtniskomponente enthält) gemessen. Die Teilnehmer wurden außerdem gebeten, vor und nach der LLLT eine Version des PANAS-Fragebogens (Positive and Negative Affect Schedule) auszufüllen, um den Einfluss auf ihre emotionale Verfassung zu bewerten.

Der PVT zeigte eine signifikante positive Veränderung der Reaktionszeit in der Behandlungsgruppe im Vergleich zur Placebogruppe vor und nach der Behandlung

Auch bei der DMS-Gedächtnisaufgabe zeigten sich signifikante Verbesserungen bei der Latenzzeit des Gedächtnisabrufs und der Anzahl der richtigen Versuche, wenn man die mit LLLT behandelte Gruppe mit der Placebogruppe verglich

Diese Ergebnisse stehen im Einklang mit Forschungsergebnissen, die zeigen, dass gute Leistungen bei Aufgaben mit anhaltender Aufmerksamkeit wie PVT und DMS im Allgemeinen mit einer erhöhten Aktivierung in vorwiegend rechtshemisphärischen frontalen und parietalen Regionen korreliert sind [3]. Der verbesserte neuronale Stoffwechsel dieses "Netzwerks für anhaltende Aufmerksamkeit" ist daher eine wahrscheinliche Erklärung für die bessere Leistung bei PVT und DMS nach transkranieller LLLT.

In der PANAS berichteten die mit LLLT behandelten Probanden auch zwei Wochen nach der Intervention über eine signifikante Verbesserung der affektiven Zustände

In Bezug auf die Sicherheit des Eingriffs kam das Forschungsteam zu dem Schluss, dass dieser nur eine vernachlässigbare Wärmeentwicklung und keine körperlichen Schäden verursacht.

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die transkranielle LLLT eine nicht-invasive und wirksame Methode zur Verbesserung der kognitiven Gehirnfunktionen in Bezug auf Aufmerksamkeit, Gedächtnis und emotionale Funktionen sein könnte.

Studie am Menschen II

Hwang et al. führten eine randomisierte, kontrollierte Studie durch, um die kognitive Verbesserung durch transkranielle Laserstimulation und akutes aerobes Training zu untersuchen.

Sie rekrutierten sechzig gesunde junge Erwachsene, die nach dem Zufallsprinzip einer der folgenden vier Behandlungen zugeteilt wurden: (1) Low-Level-Lasertherapie (LLLT) mit Infrarotlaser an zwei Stellen des präfrontalen Kortex im Sitzen (insgesamt 8 min, 1064 nm kontinuierliche Welle, 250 mW/cm2, 60 J/cm2 pro Stelle von 13,6 cm2); (2) akutes Training (EX) mit hoher Intensität (insgesamt 20 min, mit 10-minütigem Laufbandlauf bei 85-90 % VO2max); kombinierte Behandlung (LLLT + EX); oder (4) Scheinkontrolle (CON)

Wie Barrett und Gonzalez-Lima [2] verwendete das Forschungsteam die psychomotorische Vigilanzaufgabe (PVT) zur Messung der anhaltenden Aufmerksamkeit und die verzögerte Match-to-Sample-Aufgabe (DMS) zur Messung des Arbeitsgedächtnisses - sowohl vor als auch nach den Behandlungen

Im Vergleich zur Scheinkontrollgruppe verkürzten sowohl die LLLT als auch die EX die Reaktionszeit in der PVT [F(1.56) = 4.134, p = 0.01, η 2 = 0.181] und erhöhten die Anzahl der richtigen Antworten in der DMS [F(1.56) = 4.690, p = 0.005, η 2 = 0.201]. T-LLLT in Kombination mit akuten Übungen zeigte ähnliche Effekte, aber keine signifikant größere Verbesserung bei PVT und DMS als LLLT oder akute Übungen allein

Die Daten deuten darauf hin, dass sowohl die transkranielle Infrarot-Laserstimulation als auch die akute aerobe Übungsbehandlung die kognitiven Fähigkeiten der Studienteilnehmer signifikant verbessern konnten.

Humanstudie III:

Im Jahr 2021 stellten Dougal et al. eine Pilotstudie zur transkraniellen Low-Level-Lasertherapie mit Infrarotlicht von 1068 nm vor, in der die Wirkung der Intervention auf Motorik, Gedächtnis und Verarbeitungsgeschwindigkeit bei gesunden Personen über 45 Jahren untersucht wurde. Sie verwendeten einen transkraniellen "Phototherapie-Helm" mit 14 Leuchtdioden-Panels und einer durchschnittlichen optischen Gesamtausgangsleistung von 3,8 W. Der Helm wurde zweimal täglich 6 Minuten lang bei Probanden mit normaler geistiger Leistungsfähigkeit verwendet. Anschließend quantifizierten sie eine Reihe kognitiver und motorischer Aktivitäten mit dem computergestützten Bewertungsinstrument "Automated Neuropsychological Assessment Metrics (ANAM)".

Sie beobachteten bei den gesunden Personen im Vergleich zur Placebogruppe eine signifikante Verbesserung der motorischen Funktion, der Gedächtnisleistung und der Verarbeitungsgeschwindigkeit". Es wurden keine unerwünschten Wirkungen berichtet

Sie kamen zu dem Schluss, dass die t-LLLT "ein vielversprechender neuer Ansatz zur Verbesserung des Gedächtnisses bei gesunden Personen mittleren Alters sein könnte" und dass solche Therapien bequem zu Hause vom Endverbraucher selbst durchgeführt werden können.

Studien am Menschen: Systematische Überprüfung von teilweise unveröffentlichten Studien

Salehpour et al. führten eine systematische Überprüfung und Metaanalyse durch, um zu bewerten, ob die t-LLLT die kognitive Funktion bei gesunden Erwachsenen verbessert. Sie durchsuchten MEDLINE mit PubMed, EMBASE, SCOPUS, Web of Science und Cochrane Library bis März 2019 sowie die Datenbanken ProQuest und Google Scholar, um unveröffentlichtes Material zu finden. Sie beschränkten die Suche auf Artikel, die die kognitionsfördernde Wirkung von t-PBM bei gesunden Erwachsenen untersuchten, und fanden 9 Publikationen, von denen sieben Studien an jungen, gesunden Probanden (17-35 Jahre) und zwei an älteren (‡49 Jahre), aber immer noch gesunden Probanden durchgeführt wurden. Sie bewerteten die Qualität der Studien insgesamt als mäßig.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass die Verabreichung von t-LLLT die kognitiven Funktionen bei jungen, gesunden Teilnehmern um eine standardisierte mittlere Differenz (SMD; 95 % Konfidenzintervall (CI): 0,458-1,209, 14 Vergleiche) von 0,833 verbesserte. Das Forscherteam betont jedoch, dass die Heterogenität der Daten groß war, wahrscheinlich weil in den verschiedenen Studien unterschiedliche Parameter verwendet wurden. Sie kommen zu dem Schluss, dass dieser Mangel behoben werden sollte, bevor die t-LLLT als kognitionsfördernde Maßnahme bei gesunden Personen empfohlen wird, betonen aber, dass in den meisten Studien signifikante, positive Effekte nachgewiesen werden konnten.

Quellen:

[1] Barrett DW, Gonzalez-Lima F (2013):

Transkranielle Infrarot-Laser-Stimulation erzeugt positive kognitive und emotionale Effekte beim Menschen

In: Neuroscience 2013;230:13-23.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23200785/

[2] Jungyun Hwang, Darla M. Castelli, F. Gonzalez-Lima (2016):

Cognitive enhancement by transcranial laser stimulation and acute aerobic exercise.

In: Lasers in Medical Science Band 31, Seiten1151-1160 (2016)

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27220529/

[3] Dougal G, Ennaceur A, Chazot PL. (2021):

Effect of Transcranial Near-Infrared Light 1068 nm Upon Memory Performance in Aging Healthy Individuals: A Pilot Study.

In: Photobiomodul Photomed Laser Surg. 2021 Oct;39(10):654-660.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34662523/

[4] Salehpour, Farzad ; Majdi, Alireza ; Pazhuhi, Mahdiye ; Ghasemi, Faranak ; Khademi, Mahsa ; Pashazadeh, Fariba ; Hamblin, Michael ; Cassano, Paolo:

Transkranielle Photobiomodulation verbessert die kognitive Leistung junger gesunder Erwachsener: Eine systematische Überprüfung und Meta-Analyse

In: Photobiomodul Photomed Laser Surg. 2019 Oct;37(10):635-643. doi: 10.1089/photob.2019.4673. Epub 2019 Sep 24.

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31549906/