Effecten van gepulseerde elektromagnetische velden (PEMFS) op cerebrale hemodynamica (EPOCH)

Studies bij mensen en dieren hebben de gunstige invloed van lichaamsbeweging op cognitieve en hersenfuncties gemeld. Dienovereenkomstig trekt lichaamsbeweging steeds meer onderzoeksaandacht als een mogelijke levensstijlfactor voor het verbeteren van neurocognitieve functies.

Gepulseerde elektromagnetische velden (PEMF's) met lage frequentie en lage amplitude recapituleren veel van de voordelen van lichaamsbeweging door veel van dezelfde cellulaire second messenger-cascades te activeren die worden geactiveerd door mechanische input (oefening) tot nu toe, zonder fysieke stress op de cellen uit te oefenen. Door middel van een reeks in vitro en in vivo experimenten hebben de onderzoekers aangetoond dat het PEMF-systeem bij veldsterkten van 1-2 mT amplitude de spieren stimuleert zonder de weefsels fysiek te belasten en de volgende voordelen biedt: 1) vertraagt ​​spierverlies, 2) verbetert spierkracht en, 3) maakt belangrijke regeneratieve en stofwisselingsbevorderende middelen vrij.

Functionele nabij-infraroodspectroscopie (fNIRS) is een relatief nieuwe optische beeldvormingstechnologie die licht in het nabij-infraroodspectrum gebruikt om op niet-invasieve wijze de hemodynamische reacties te monitoren die worden opgewekt door neurale activiteit door de veranderingen in oxyhemoglobine (HbO) en deoxyhemoglobine (HbR) te meten. concentraties in de hersenschors. De verhoogde bloedtoevoer naar het gebied van neurale activering resulteert doorgaans in een toename van de HbO-concentratie, terwijl een afname wordt waargenomen in HbR vanwege het uitspoelingseffect van het bloed. Er is aangetoond dat de HbO- en HbR-responsen van fNIRS-metingen ruimtelijk en temporeel gecorreleerd zijn met het bloedzuurstofniveau-afhankelijke signaal verkregen door fMRI. Het voordeel van fNIRS ten opzichte van andere beeldvormingsmodaliteiten is dat het goedkoop, niet-invasief, niet-ioniserend en draagbaar is, waardoor het een zeer populaire modaliteit is voor het implementeren van hersen-computerinterfaces. OBELAB NIRSIT is een in de handel verkrijgbaar fNIRS-apparaat met hoge dichtheid dat optisch hemodynamische variaties in de prefrontale cortex (PFC) meet.

Laagfrequente en lage amplitude gepulseerde elektromagnetische velden (PEMF's) recapituleren veel van de gezonde voordelen van lichaamsbeweging door veel van dezelfde cellulaire second messenger-cascades te activeren die worden geactiveerd door mechanische input (oefening) maar zonder fysieke stress op de cellen te veroorzaken. Reactievensters zijn een grotendeels niet-herkende regel in mechanobiologische systemen, waarbij cellen het meest reageren op een bepaalde spanning, duur en frequentie van stimulatie; grotere belasting van hogere frequentie en duur van stimulatie is een te grote stress voor cellen en resulteert in nulreacties.

De onderzoekers hebben aangetoond dat PEMF's eveneens gehoorzamen aan een elektromagnetisch venster van werkzaamheid met temporele en frequentieafhankelijkheden van vergelijkbare schaal als die vereist zijn voor mechanische stimulatie, wat de conclusie verder ondersteunt dat PEMF's cellulaire mechanotransductieroutes activeren. Bij veldsterkten van 1-2 mT amplitude stimuleert het PEMF-systeem de spieren zonder de weefsels fysiek te belasten en beoogt het de volgende voordelen te bieden: 1) vertraagt ​​spierverlies; 2) verbetert de spierkracht en; 3) maakt belangrijke regeneratieve en stofwisselingsbevorderende middelen vrij. Dienovereenkomstig zal deze studie de inspanningsnabootsende effecten van PEMF's op cerebrale hemodynamiek en cognitieve prestaties onderzoeken via gerichte spieren. De resultaten van deze studie zullen toekomstig werk met patiënten met geheugenstoornissen, zoals milde cognitieve stoornissen, ondersteunen om mogelijk ziekteprogressie te verminderen.