首頁(yè) 資訊【前沿科普】改善認(rèn)知損傷的有效手段——光療

【前沿科普】改善認(rèn)知損傷的有效手段——光療

來(lái)源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年12月13日 19:00

中國(guó)生物物理學(xué)會(huì) 以下文章來(lái)源于生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展，作者PIBB

生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展.

期刊宣傳、為作者和審稿人提供移動(dòng)終端的登錄服務(wù)

作者 | 陳佳穎

責(zé)編 | 霍麟

認(rèn)知功能是大腦的重要能力，但在神經(jīng)病理狀況或疾病中受損時(shí)易出現(xiàn)認(rèn)知損傷。目前，針對(duì)認(rèn)知損傷患者的有效治療和康復(fù)措施尚不明確。光療作為一種無(wú)創(chuàng)物理療法，受到越來(lái)越多的關(guān)注。

光療（light treatment，LT）是一種利用人工或自然光源，通過(guò)使用不同時(shí)間長(zhǎng)度和強(qiáng)度的光線照射來(lái)預(yù)防和治療疾病的物理治療方法。已有的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)提供了光療改善認(rèn)知功能的證據(jù)，表明光療在認(rèn)知損傷的治療中有很好的應(yīng)用前景。

臨床應(yīng)用現(xiàn)狀

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是一種進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，逐漸影響記憶、執(zhí)行功能、視覺(jué)空間能力、注意力和其他認(rèn)知功能。光療在AD的臨床試驗(yàn)中顯示出有效緩解認(rèn)知損傷的效果，并且可能對(duì)長(zhǎng)期干預(yù)產(chǎn)生積極影響[1]。大多數(shù)評(píng)估光療對(duì)AD的效果都是在進(jìn)展的早期階段進(jìn)行的，并且，與其他治療方法一樣，不能挽救已經(jīng)發(fā)生退行性病變的神經(jīng)元，使其免于凋亡或恢復(fù)到正常的細(xì)胞狀態(tài)。

輕度認(rèn)知功能損害（mild cognitive impairment，MCI）是一種在正常衰老和臨床診斷的AD之間的中間狀態(tài)，患者可能有輕微的認(rèn)知問(wèn)題，但日常功能尚未受到嚴(yán)重影響。據(jù)報(bào)道，光療使多個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域損傷情況有所改善，尤其是在執(zhí)行功能和記憶方面，并有助于延緩病情進(jìn)展[2]。

腦損傷后認(rèn)知障礙（post-traumatic cognitive impairment，PTCI）是腦部創(chuàng)傷后的常見(jiàn)并發(fā)癥。輕度和中重度創(chuàng)傷性腦損傷患者分別有10％或66％～100％以上存在長(zhǎng)期的認(rèn)知功能障礙。光療在腦損傷后認(rèn)知障礙中的應(yīng)用已經(jīng)顯示出潛在的益處，可以幫助腦損傷后認(rèn)知障礙患者恢復(fù)注意力、記憶和執(zhí)行功能[3]。

與病前狀態(tài)相比，幾乎所有（98%）精神分裂癥（schizophrenia）患者均表現(xiàn)出認(rèn)知能力下降，顯示出更廣泛領(lǐng)域的認(rèn)知障礙，且每個(gè)領(lǐng)域的嚴(yán)重程度各不相同。一些初步研究表明，光療對(duì)精神分裂癥殘留亞型（295.6）患者的陰性癥狀有改善效果[4]。

重要作用機(jī)制

光療可以通過(guò)影響腦電活動(dòng)來(lái)影響認(rèn)知功能。大腦在不同行為或狀態(tài)下可以產(chǎn)生多種腦電波。不同頻率和強(qiáng)度的光刺激可以調(diào)節(jié)腦電波的頻率和相干性，從而對(duì)認(rèn)知產(chǎn)生影響。一種常見(jiàn)的光療方法是利用閃爍光刺激，例如40Hz的閃爍光。這種刺激被發(fā)現(xiàn)可以增強(qiáng)腦中的γ波活動(dòng)。γ波與認(rèn)知功能密切相關(guān)，通過(guò)調(diào)節(jié)γ波活動(dòng)，光療可能改善認(rèn)知功能并減少與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的認(rèn)知損傷[5]。此外，光療還可以影響其他腦電波的頻率，如α波和θ波。這些波動(dòng)與注意力、放松和記憶等認(rèn)知過(guò)程密切相關(guān)。通過(guò)調(diào)節(jié)這些腦電波的頻率和相干性，光療可以調(diào)節(jié)大腦的活動(dòng)模式，從而對(duì)認(rèn)知功能產(chǎn)生積極的影響。

圖片引用自https://699pic.com/tupian/guangzhaozhiliao.html

光療可以通過(guò)影響多條神經(jīng)環(huán)路的活動(dòng)影響海馬和前額葉皮層的活動(dòng)來(lái)改善認(rèn)知功能。神經(jīng)環(huán)路是大腦中不同區(qū)域之間相互連接和交流的網(wǎng)絡(luò)，它們相互連接并在認(rèn)知過(guò)程中發(fā)揮重要作用。ipRGC-視交叉上核-海馬CA1環(huán)路是一個(gè)重要的神經(jīng)環(huán)路，光療通過(guò)影響該環(huán)路中的信號(hào)傳遞來(lái)改善認(rèn)知功能，特別是工作記憶[6]。光療也通過(guò)激活ipRGC-視丘腹外側(cè)膝狀體/膝狀體間小葉-連接核-海馬CA1通路，增強(qiáng)了海馬CA1區(qū)域的Gamma振蕩，從而提升了小鼠的空間記憶能力[7]。此外，最新研究發(fā)現(xiàn)，光療可以通過(guò)活化中央杏仁核-腦橋藍(lán)斑核-齒狀回通路，調(diào)節(jié)三者之間的神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)物質(zhì)的釋放，從而促進(jìn)短期空間記憶檢索[8]。

圖片引用自https://699pic.com/tupian/guangzhaozhiliao.html

光療可以通過(guò)刺激光敏感細(xì)胞，傳遞光信號(hào)到大腦，并引起一系列生化反應(yīng)，通過(guò)影響神經(jīng)生化因素來(lái)調(diào)節(jié)認(rèn)知功能。神經(jīng)生化因素是指在神經(jīng)系統(tǒng)中起調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)，包括神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和激素等。光療可以通過(guò)調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的合成、釋放和再攝取，影響神經(jīng)傳遞的效果，進(jìn)而對(duì)認(rèn)知功能產(chǎn)生影響[9]。光療被認(rèn)為可以激活腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的表達(dá)，從而增強(qiáng)突觸傳遞，最終促進(jìn)空間記憶的改善[10]。光療可以對(duì)激素的分泌和代謝產(chǎn)生影響，其中包括促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素和皮質(zhì)醇等激素[11]。這些激素參與應(yīng)激反應(yīng)和情緒調(diào)節(jié)，并對(duì)認(rèn)知功能產(chǎn)生影響。

展望

光療是一種非侵入性治療方法，已被用于治療精神和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。近年來(lái)的研究表明，光療對(duì)認(rèn)知損傷的改善具有潛力，通過(guò)調(diào)節(jié)生物鐘、情緒和涉及認(rèn)知處理的神經(jīng)環(huán)路等方式改善認(rèn)知功能。目前，光療通常被認(rèn)為是安全的治療選擇，但可能會(huì)有一些副作用，如皮膚刺激、眼睛疲勞或頭痛。同時(shí)，光療在臨床應(yīng)用中也存在局限性，包括光照參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、個(gè)體差異、缺乏長(zhǎng)期隨訪數(shù)據(jù)、研究設(shè)計(jì)差異、缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的治療方案以及臨床應(yīng)用時(shí)病人的依從性較低等?？朔@些局限性需要進(jìn)一步研究和標(biāo)準(zhǔn)化的努力，以確保光療在認(rèn)知損傷治療中的可靠性和有效性。需要指出的是，光療改善認(rèn)知及其相關(guān)機(jī)制的研究仍處于不斷發(fā)展的階段，尚存在許多未解之謎。未來(lái)的研究將進(jìn)一步探索光療的治療機(jī)制，優(yōu)化治療方案，并開(kāi)展更多臨床研究以評(píng)估其在不同認(rèn)知損傷疾病中的療效和安全性。（詳情請(qǐng)點(diǎn)擊下方閱讀原文）

ipRGC：內(nèi)在光敏視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞；vLGN：腹外側(cè)膝狀體；IGL：膝狀體間小葉；RE：連接核；CA1：海馬CA1區(qū)；SCN：視交叉上核；CeA：中央杏仁核；LC：腦橋藍(lán)斑核；DG：齒狀回。

[1] Kim S J, Lee S H, Suh I B, et al. Positive effect of timed blue-enriched white light on sleep and cognition in patients with mild and moderate Alzheimer's disease. Sci Rep, 2021, 11(1): 10174

[2] Baik J S, Lee T Y, Kim N G, et al. Effects of photobiomodulation on changes in cognitive function and regional cerebral blood flow in patients with mild cognitive impairment: a pilot uncontrolled trial. J Alzheimers Dis, 2021, 83(4): 1513-1519

[3] Naeser M A, Saltmarche A, Krengel M H, et al. Improved cognitive function after transcranial, light-emitting diode treatments in chronic, traumatic brain injury: two case reports. Photomed Laser Surg, 2011, 29(5): 351-358

[4] Aichhorn W, Stelzig-Schoeler R, Geretsegger C, et al. Bright light therapy for negative symptoms in schizophrenia: a pilot study. J Clin Psychiatry, 2007, 68(7): 1146

[5] Iaccarino H F, Singer A C, Martorell A J, et al. Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia. Nature, 2016, 540(7632): 230-235

[6] Fernandez D C, Fogerson P M, Lazzerini Ospri L, et al. Light affects mood and learning through distinct retina-brain pathways. Cell, 2018, 175(1): 71-84.e18

[7] Huang X, Huang P, Huang L, et al. A visual circuit related to the nucleus reuniens for the spatial-memory-promoting effects of light treatment. Neuron, 2021, 109(2): 347-362.e347

[8] Shang M, Shen M, Xu R, et al. Moderate white light exposure enhanced spatial memory retrieval by activating a central amygdala-involved circuit in mice. Commun Biol, 2023, 6(1): 414

[9] Zhu H, Wang N, Yao L, et al. Moderate uv exposure enhances learning and memory by promoting a novel glutamate biosynthetic pathway in the brain. Cell, 2018, 173(7): 1716-1727.e1717

[10] Shang M, Zhang J, Shen M, et al. Bright light exposure induces dynamic changes of spatial memory in nocturnal rodents. Brain Res Bull, 2021, 174: 389-399

[11] Roman E, Arborelius L. Male but not female wistar rats show increased anxiety-like behaviour in response to bright light in the defensive withdrawal test. Behav Brain Res, 2009, 202(2): 303-307

陳佳穎

寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)本科生。主要致力于神經(jīng)精神疾病認(rèn)知損傷機(jī)制的相關(guān)研究。