Фототерапия

Для пациента и его родственников

  Транскраниальной фотобиомодуляцией обозначают метод лечения, который относится к применению низкой освещенности (от 0,01 до 10 Вт на кв.см) свет от красного до ближнего инфракрасного (NIR) (от 600 до 1300 нм) посредством воздействия через череп непосредственно в ткани головного мозга для благоприятного ээффекта на ткани мозга, улучшения поведения и лечения спихических и неврологических расстройств. Предполагается , что возможно, этим методом можно лечить последствия  ишемического инсульта, болезни Альцгеймера и Паркинсона, черепно-мозговые травмы, депрессию, затормаживать процесс старения и т.д. Однако,  параметры используемого света при этом чрезвычайно сложны и заслуживают особого внимания. По сравнению с традиционной лазерной терапией (от 630 до 900 нм), свет в области NIR-II (от 1000 до 1700 нм) имеет гораздо меньшее рассеяние и, следовательно, может проникать глубже в мозг, несмотря на его меньшее поглощение. Было показано, что свет в области NIR-II не обладает канцерогенными или мутагенными свойствами. 

Для врача

    Транскраниальная фотобиомодуляция  - неинвазивная и нетепловая терапия стимуляции мозга, была предложена более 50 лет назад. На ранней стадии этот метод был известен как низкоинтенсивная лазерная (световая) терапия, но в последние годы все больше специалистов  отдают предпочтение термину "транскраниальная фотобиомодуляция" (Heiskanen V., Hamblin M., 2918). Использование транскраниальной фотобиомодуляции с длиной волны 1267 нм представляет собой новую стратегию в области терапии заболеваний головного мозга, что связано с его недавно обнаруженной уникальной способностью стимулировать систему удаления "отходов головного мозга", тем самым способствуя его нейропротекции (Semyachkina-Glushkovskaya O., et al., 2020).  Такая длина волны может активировать выработку синглетного кислорода в биологических тканях, что может привести к сосудистым реакциям и интенсивному выведению токсинов и ненужных молекул из мозга (Wang Y., et al. ,2010). 

Для исследователя

  Одним из наиболее известных молекулярных механизмов трнаскраниальной фотобиомодуляции является тот факт, что цитохром С-оксидаза (CCO) может диссоциировать ингибирующий оксид азота (NO) после поглощения фотонов, тем самым усиливая митохондриальную активность и способствуя биосинтезу аденозинтрифосфорной кислоты (Rojas J. C., Gonzalez-Lima F.,2011). В качестве длины волны исследователи предпочитают использовать свет с длиной волны 808 нм, который имеет сильный пик поглощения цитохром С-оксидазы с превосходной глубиной проникновения. Кроме того, существуют также обширные исследования, в которых применялись другие длины волн (например, 610, 1070, 1267 нм) света для лечения заболеваний головного мозга с  конкретной биологической целью, включая, помимо прочего, митохондриальную стимуляцию (Kashiwagi S., et al., 2023). Обнаружено, что свет импульсной волны проникает глубже в ткани, чем свет непрерывной волны  с той же средней мощностью, что подтверждается теориями и экспериментами ex vivo (Galiakhmetova D., et al., 2023). Более того, свет импульсивной волны определенной частоты может активировать определенные ионные каналы (например, потенциальный канал переходного рецептора), вызывая ряд полезных биологических реакций (Tao L., et al., 2021). В клинических исследованиях Schiffer et al. обнаружили, что транскраниальной фотобиомолуляции (810 нм) значительно улучшил показатели шкалы оценки депрессии и шкалы оценки тревоги Гамильтона у пациентов с депрессией (Schiffer F., et al., 2009)

Литература 

Galiakhmetova D., et al., “Ultra-short laser pulses propagation through mouse head tissues: experimental and computational study,” IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.29, 7200311 (2023).

Heiskanen V., Hamblin M. R., “Photobiomodulation: lasers vs. light emitting diodes?” Photochem. Photobiol. Sci.17(8), 1003–1017 (2018).

Kashiwagi S., et al., “Photobiomodulation and nitric oxide signaling,” Nitric Oxide130, 58–68 (2023). 

Rojas J. C., Gonzalez-Lima F., “Low-level light therapy of the eye and brain,” Eye Brain3, 49–67 (2011).

Schiffer F., et al. “Psychological benefits 2 and 4 weeks after a single treatment with near infrared light to the forehead: a pilot study of 10 patients with major depression and anxiety,” Behav. Brain Funct.5, 46 (2009).

Semyachkina-Glushkovskaya O., et al., “Photobiomodulation of lymphatic drainage and clearance: perspective strategy for augmentation of meningeal lymphatic functions,” Biomed. Opt. Express11(2), 725–734 (2020).

Tao L., et al. “Microglia modulation with 1070-nm light attenuates Abeta burden and cognitive impairment in Alzheimer’s disease mouse model,” Light Sci. Appl.10(1), 179 (2021).

Wang Y., et al. “Kynurenine is an endothelium-derived relaxing factor produced during inflammation,” Nat. Med.16(3), 279–285 (2010).