06 déc. 2022
Le projet de Birmingham et Pékin utilise la photobiomodulation pour influencer les performances cognitives.
Les interactions entre la lumière et les neurones du cerveau sont à la base d’une gamme de techniques biophotoniques, y compris le domaine en plein essor de l’optogénétique et la cartographie de l’activité neuronale.
Un projet au Université de Birmingham et Université Normale de Beijing a maintenant étudié comment la lumière peut influencer la mémoire de travail (WM), la capacité à stocker activement des informations utiles dans l’esprit sur des échelles de temps de quelques secondes.
Des études visant à déterminer si des stimuli externes tels que le courant électrique ou les champs magnétiques peuvent affecter la MW ont déjà été menées, mais il s’agit de la première étude sur la manière dont la photobiomodulation transcrânienne (tPBM) pourrait être liée à la MW chez l’homme, selon le projet. L’ouvrage a été publié dans Avancées scientifiques.
“Les personnes atteintes de troubles comme le TDAH ou d’autres troubles de l’attention pourraient bénéficier de ce type de traitement, qui est sûr, simple et non invasif, sans effets secondaires”, a commenté Dongwei Li, membre de l’équipe.
L’action du tPBM sur le cerveau, à travers l’illumination de l’extérieur du crâne à des endroits appropriés, offre un moyen de moduler les processus métaboliques à travers une série d’interactions potentiellement complexes impliquant la chaîne respiratoire mitochondriale et les voies de signalisation cellulaire.
Dans le cas de la rétention de la mémoire, le projet a émis l’hypothèse que le tPBM pourrait améliorer la consommation d’oxygène et l’énergie métabolique dans le cortex préfrontal (PFC) du cerveau, un effet précédemment observé chez le rat. Pour tester la théorie sur les cerveaux humains, l’équipe a développé un protocole tPBM dans lequel la lumière était délivrée au cortex préfrontal (PFC) du cerveau d’un sujet depuis l’extérieur de la tête pendant 12 minutes.
Longueurs d’onde adaptées et longues mémoires
L’essai a impliqué 90 participants masculins et féminins âgés de 18 à 25 ans. Les sujets ont reçu une lumière laser à 1064 ou 852 nanomètres délivrée au cortex préfrontal droit ou gauche. Un tPBM inactif a également été utilisé dans l’étude pour exclure l’effet placebo.
Les tests de changement ultérieur de la MW comprenaient des tâches relatives à la détection des variations dans les orientations et les couleurs des objets, avec des tests de suivi examinant la spécificité du tPBM en termes de longueurs d’onde lumineuses et de sites de stimulation.
Le choix de la longueur d’onde est susceptible d’avoir un effet significatif sur les résultats du traitement tPBM. La lumière laser idéale devra combiner la capacité de pénétrer plus profondément dans les tissus à partir d’une source extérieure, avec la meilleure absorption de la lumière par la chaîne respiratoire mitochondriale censée influencer l’amélioration.
“Nous avons constaté que le tPBM avec 1064 nanomètres augmentait spécifiquement les performances comportementales des participants”, a noté le projet dans son article. “De telles modulations comportementales n’ont pas été observées pour le tPBM à 852 nanomètres.”
D’autres recherches viseront désormais à comprendre les mécanismes exacts derrière l’effet bénéfique, ainsi que l’influence de paramètres tels que la densité de puissance et la structure des impulsions.
“Il est possible que la lumière stimule les astrocytes, les centrales électriques, dans les cellules nerveuses du cortex préfrontal, et cela a un effet positif sur l’efficacité des cellules”, a déclaré Ole Jensen de Birmingham. « Nous étudierons également combien de temps les effets pourraient durer. De toute évidence, si ces expériences doivent conduire à une intervention clinique, nous devrons voir des avantages durables.
