Effetti dei campi elettromagnetici pulsati (PEMFS) sull'emodinamica cerebrale (EPOCH)

Studi sull'uomo e sugli animali hanno riportato l'influenza benefica dell'esercizio sulle funzioni cognitive e cerebrali. Di conseguenza, l'esercizio sta attirando una crescente attenzione della ricerca come possibile fattore di stile di vita per migliorare le funzioni neurocognitive.

I campi elettromagnetici pulsati a bassa frequenza e bassa ampiezza (PEMF) ricapitolano molti dei benefici dell'esercizio attivando molte delle stesse cascate di secondi messaggeri cellulari attivate da input meccanico (esercizio), senza impartire uno stress fisico alle cellule. Attraverso una serie di esperimenti in vitro e in vivo, i ricercatori hanno dimostrato che a intensità di campo di 1-2 mT di ampiezza, il sistema PEMF stimola i muscoli senza stressare fisicamente i tessuti e offre i seguenti vantaggi: 1) rallenta la perdita muscolare, 2) migliora forza muscolare e, 3) rilascia importanti agenti rigenerativi e di potenziamento del metabolismo.

La spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso (fNIRS) è una tecnologia di imaging ottico relativamente nuova che utilizza la luce nello spettro del vicino infrarosso per monitorare in modo non invasivo le risposte emodinamiche evocate dall'attività neurale attraverso la misurazione dei cambiamenti nell'ossiemoglobina (HbO) e nella deossiemoglobina (HbR) concentrazioni nella corteccia cerebrale. L'aumento dell'afflusso di sangue all'area di attivazione neurale si traduce tipicamente in un aumento della concentrazione di HbO mentre si osserva una diminuzione dell'HbR a causa dell'effetto di lavaggio del sangue. È stato dimostrato che le risposte HbO e HbR delle misurazioni fNIRS sono correlate spazialmente e temporalmente con il segnale dipendente dal livello di ossigeno nel sangue ottenuto mediante fMRI. Il vantaggio di fNIRS rispetto ad altre modalità di imaging è che è poco costoso, non invasivo, non ionizzante e portatile, il che lo rende una modalità molto popolare per l'implementazione di interfacce cervello-computer. OBELAB NIRSIT è un dispositivo fNIRS ad alta densità disponibile in commercio che misura otticamente le variazioni emodinamiche nella corteccia prefrontale (PFC).

I campi elettromagnetici pulsati a bassa frequenza e bassa ampiezza (PEMF) ricapitolano molti dei benefici salutari dell'esercizio attivando molte delle stesse cascate di secondi messaggeri cellulari attivate dall'input meccanico (esercizio), senza impartire uno stress fisico alle cellule. Le finestre di risposta sono una regola in gran parte non riconosciuta nei sistemi meccanobiologici, per cui le cellule sono più sensibili a un dato ceppo, durata e frequenza di stimolazione; una maggiore tensione di maggiore frequenza e durata della stimolazione è uno stress eccessivo per le cellule e si traduce in risposte nulle.

I ricercatori hanno dimostrato che anche i PEMF obbediscono a una finestra elettromagnetica di efficacia con dipendenze temporali e di frequenza di scala simile a quelle richieste per la stimolazione meccanica, supportando ulteriormente la conclusione che i PEMF stanno attivando percorsi di meccanotrasduzione cellulare. A intensità di campo di 1-2 mT di ampiezza, il sistema PEMF stimola i muscoli senza stressare fisicamente i tessuti e mira a fornire i seguenti benefici: 1) rallenta la perdita muscolare; 2) migliora la forza muscolare e; 3) rilascia importanti agenti rigenerativi e di potenziamento del metabolismo. Di conseguenza, questo studio esaminerà gli effetti mimetici dell'esercizio dei PEMF sull'emodinamica cerebrale e sulle prestazioni cognitive attraverso il targeting muscolare. I risultati di questo studio sosterranno il lavoro futuro con pazienti con deficit di memoria, come un lieve deterioramento cognitivo, per mitigare possibilmente la progressione della malattia.