Pulssielektromagneettisten kenttien (PEMFS) vaikutukset aivojen hemodynamiikkaan (EPOCH)

Ihmisillä ja eläimillä tehdyt tutkimukset ovat raportoineet harjoituksen hyödyllisestä vaikutuksesta kognitiivisiin ja aivotoimintoihin. Näin ollen liikunta kiinnittää yhä enemmän tutkimushuomiota mahdollisena elämäntapatekijänä neurokognitiivisten toimintojen parantamisessa.

Matalataajuiset ja matalan amplitudin pulssiset sähkömagneettiset kentät (PEMF) kertovat useista harjoituksen eduista aktivoimalla monia samoja solujen toissijaisia ​​viestiketjuja, jotka aktivoituvat mekaanisella syötteellä (harjoittelu), aiheuttamatta soluille fyysistä rasitusta. Sarjan in vitro ja in vivo -kokeiden avulla tutkijat ovat osoittaneet, että 1-2 mT:n kenttävoimakkuuksilla PEMF-järjestelmä stimuloi lihaksia fyysisesti rasittamatta kudoksia ja tarjoaa seuraavat edut: 1) hidastaa lihasten menetystä, 2) parantaa lihasvoimaa ja 3) vapauttaa tärkeitä regeneratiivisia ja aineenvaihduntaa tehostavia aineita.

Funktionaalinen lähi-infrapunaspektroskopia (fNIRS) on suhteellisen uusi optinen kuvantamistekniikka, joka käyttää lähi-infrapunaspektrin valoa hermotoiminnan aiheuttamien hemodynaamisten vasteiden ei-invasiiviseen tarkkailuun mittaamalla oksihemoglobiinin (HbO) ja deoksihemoglobiinin (HbR) muutoksia. pitoisuudet aivokuoressa. Lisääntynyt verenkierto hermoaktivaatioalueelle johtaa tyypillisesti HbO-konsentraation nousuun, kun taas HbR:ssä havaitaan laskua veren poistovaikutuksen vuoksi. FNIRS-mittausten HbO- ja HbR-vasteiden on osoitettu korreloivan spatiaalisesti ja ajallisesti fMRI:llä saadun veren happitasosta riippuvaisen signaalin kanssa. FNIRS:n etuna muihin kuvantamismenetelmiin verrattuna on, että se on halpa, ei-invasiivinen, ionisoimaton ja kannettava, joten se on erittäin suosittu menetelmä aivojen ja tietokoneiden rajapintojen toteuttamiseen. OBELAB NIRSIT on kaupallisesti saatavilla oleva korkeatiheyksinen fNIRS-laite, joka mittaa optisesti hemodynaamisia vaihteluita esiotsakuoressa (PFC).

Matalataajuiset ja matalan amplitudin pulssiset sähkömagneettiset kentät (PEMF) kertovat useista harjoituksen terveellisistä eduista aktivoimalla monia samoja solujen toissijaisia ​​viestiketjuja, jotka aktivoituvat mekaanisen syötteen (harjoituksen) avulla, aiheuttamatta soluille fyysistä rasitusta. Vasteikkunat ovat suurelta osin tuntematon sääntö mekanobiologisissa järjestelmissä, jolloin solut reagoivat parhaiten tietylle kannalle, stimulaation kestolle ja tiheydelle; suurempi rasitus, korkeampi taajuus ja kesto stimulaatio on liian suuri stressi soluille ja johtaa nollavasteisiin.

Tutkijat ovat osoittaneet, että PEMF:t noudattavat myös sähkömagneettista tehokkuusikkunaa ajallisesti ja taajuusriippuvuuksilla, jotka ovat samankaltaisia ​​kuin mekaaniseen stimulaatioon vaaditaan, mikä tukee edelleen päätelmää, että PEMF:t aktivoivat solujen mekaanisen transduktioreittejä. Kenttävoimakkuuksilla 1-2 mT amplitudilla PEMF-järjestelmä stimuloi lihaksia fyysisesti rasittamatta kudoksia ja pyrkii tarjoamaan seuraavat edut: 1) hidastaa lihasten menetystä; 2) parantaa lihasvoimaa ja; 3) vapauttaa tärkeitä regeneratiivisia ja aineenvaihduntaa tehostavia aineita. Vastaavasti tässä tutkimuksessa tutkitaan PEMF:ien harjoitusta jäljitteleviä vaikutuksia aivojen hemodynamiikkaan ja kognitiiviseen suorituskykyyn kohdentamalla lihaksia. Tämän tutkimuksen tulokset tukevat tulevaa työtä muistivajeista, kuten lievästä kognitiivisesta vajaatoiminnasta kärsivien potilaiden kanssa sairauden etenemisen ehkäisemiseksi.