Fotobiomodulasi transkranial (tPBM), terapi sinar laser noninvasif, dapat meningkatkan memori jangka pendek pada orang dewasa muda ketika diterapkan pada korteks prefrontal kanan (PFC) otak, penelitian baru menunjukkan.
Peneliti membandingkan efek 1064 nm tPBM yang diberikan selama sesi 12 menit ke PFC kanan vs tiga kelompok pengobatan lainnya: pengiriman intervensi yang sama ke PFC kiri, pengiriman intervensi pada frekuensi yang lebih rendah, dan intervensi palsu.
Semua peserta diperlihatkan serangkaian item sebelum intervensi dan diminta untuk mengingatnya setelah intervensi. Mereka yang menerima tPBM 1064 nm di sebelah kanan PFC menunjukkan kinerja superior hingga 25% dalam tugas memori dibandingkan dengan kelompok lain.
Pasien dengan kondisi terkait atensi, seperti gangguan hiperaktivitas defisit atensi, “dapat memperoleh manfaat dari jenis perawatan ini, yang aman, sederhana, dan non-invasif, tanpa efek samping,” co-investigator Dongwei Li, mahasiswa PhD tamu di Pusat Kesehatan Otak Manusia, University of Birmingham, Inggris, mengatakan dalam rilis berita.
Temuan ini dipublikasikan secara online 2 Desember di Science Advances.
Panjang gelombang yang berbeda
Para peneliti mencatat bahwa “dalam beberapa dekade terakhir,” teknologi stimulasi otak non-invasif menggunakan aplikasi transkranial dari medan listrik atau magnet langsung atau bolak-balik “telah terbukti berguna” dalam peningkatan memori kerja (WM).
Saat diterapkan pada PFC yang tepat, tPBM telah terbukti meningkatkan akurasi dan kecepatan waktu reaksi dalam tugas WM dan peningkatan dalam “fungsi kognitif tingkat tinggi”, seperti perhatian berkelanjutan, emosi, dan fungsi eksekutif.
Para peneliti ingin menilai dampak tPBM yang diterapkan pada bagian otak yang berbeda dan pada panjang gelombang yang berbeda. Mereka melakukan empat percobaan double-blind, terkontrol palsu yang mencakup 90 mahasiswa neurotipikal (usia rata-rata, 22 tahun). Setiap siswa hanya berpartisipasi dalam satu dari empat percobaan.
Semua menyelesaikan dua sesi tPBM yang berbeda, dipisahkan oleh minggu, di mana tPBM palsu dan aktif dibandingkan. Dua jenis tugas memori deteksi-perubahan yang berbeda diberikan: satu mengharuskan peserta untuk mengingat orientasi serangkaian item sebelum dan sesudah intervensi dan satu lainnya mengharuskan mereka untuk mengingat warna item (percobaan 1 dan 2).
Serangkaian percobaan tindak lanjut berfokus pada membandingkan panjang gelombang yang berbeda (1064 nm vs 852 nm) dan situs stimulasi yang berbeda (PFC kanan vs kiri; percobaan 3 dan 4).
Rekaman EEG diperoleh selama intervensi dan tugas memori.
Setiap percobaan terdiri dari satu sesi tPBM aktif dan satu sesi tPBM palsu, dengan sesi yang terdiri dari 12 menit intervensi sinar laser (atau palsu). Sesi ini dilakukan pada hari pertama dan ketujuh; kemudian, pada hari kedelapan, peserta diminta melaporkan (atau menebak) sesi mana yang merupakan sesi tPBM aktif.
Merangsang Astrosit
Hasil menunjukkan bahwa, dibandingkan dengan tPBM palsu, terdapat peningkatan kapasitas dan skor WM dengan intervensi 1064 nm dalam orientasi serta tugas warna.
Peserta yang mendapat perlakuan tertarget mampu mengingat antara empat sampai lima benda uji, sedangkan peserta dengan variasi perlakuan hanya mampu mengingat antara tiga sampai empat benda.
Meja. Tugas memori kerja orientasi vs tugas memori warna
Eksperimen (tugas) Selisih) Nilai P) Rata-rata Efek tPBM (aktif minus sham)) 1 (orientasi)
t22 = 2,841
.009
0,186 ± 0,065
(BF10 = 5,212, d Cohen = 0,568)
2 (warna)
t17 = 2,760
.013
0,188 ± 0,051
(BF10 = 20,336, d Cohen = 0,651)
“Hasil ini mendukung hipotesis bahwa 1064 nm tPBM pada PFC yang tepat meningkatkan kapasitas WM,” tulis para peneliti.
Mereka juga menemukan peningkatan WM pada peserta yang menerima tPBM vs sham terlepas dari apakah kinerja mereka dalam tugas WM berada pada level rendah atau tinggi. Temuan ini benar dalam tugas orientasi dan warna.
“Oleh karena itu, peserta dengan kapasitas WM baik dan buruk meningkat setelah 1064 nm tPBM,” catat para peneliti.
Selain itu, peserta tidak dapat menebak atau melaporkan apakah mereka menerima tPBM palsu atau aktif.
Pemantauan EEG menunjukkan perubahan aktivitas otak yang memprediksi peningkatan kinerja memori. Secara khusus, 1064 tPBM yang diterapkan pada PFC kanan meningkatkan aktivitas penundaan kontralateral occipitoparietal (CDA), dengan CDA memediasi peningkatan WM.
Ini “konsisten dengan penelitian sebelumnya bahwa CDA menunjukkan jumlah objek yang dipertahankan dalam memori kerja visual,” tulis para peneliti.
Analisis korelasi Pearson menunjukkan bahwa perbedaan dalam efek set-size CDA antara sesi aktif dan palsu “berkorelasi positif” dengan perbedaan perilaku antara sesi ini. Untuk tugas orientasi, r adalah 0,446 (P <.04); dan untuk tugas warna, r adalah 0,563 (P < 0,02).
Tidak ada peningkatan serupa yang ditemukan dengan tPBM 852 nm.
“Kami memerlukan penelitian lebih lanjut untuk memahami dengan tepat mengapa tPBM memiliki efek positif ini,” rekan peneliti Ole Jensen, PhD, profesor ilmu saraf translasi dan salah satu direktur Pusat Kesehatan Otak Manusia, mengatakan dalam rilisnya.
“Ada kemungkinan bahwa cahaya merangsang astrosit – pembangkit listrik – di sel saraf di dalam PFC, dan ini memiliki efek positif pada efisiensi sel,” catatnya.
Jensen menambahkan bahwa timnya “juga akan menyelidiki berapa lama efeknya akan bertahan. Jelas, jika eksperimen ini mengarah pada intervensi klinis, kita perlu melihat manfaat jangka panjangnya.”
Efek Kognitif, Emosional yang Menguntungkan
Mengomentari Berita Medis Medscape, Francisco Gonzalez-Lima, PhD, profesor di Departemen Psikologi, Universitas Texas di Austin, menyebut penelitian itu “dilakukan dengan baik.”
Gonzalez-Lima adalah salah satu peneliti pertama yang menunjukkan bahwa stimulasi laser inframerah transkranial 1064 nm “menghasilkan efek kognitif dan emosional yang bermanfaat pada manusia, termasuk meningkatkan memori kerja visual,” katanya.
Studi saat ini “melaporkan efek otak tambahan yang terkait dengan peningkatan memori kerja visual yang terdiri dari respons yang berasal dari EEG, yang merupakan temuan baru,” kata Gonzales-Lima, yang tidak terlibat dalam penelitian baru tersebut.
Dia menambahkan bahwa metode laser yang sama “telah ditemukan oleh lab Gonzalez-Lima efektif dalam meningkatkan kognisi pada orang dewasa yang lebih tua dan pasien depresi dan bipolar.”
Studi ini didukung oleh Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok, Kementerian Sains dan Teknologi Republik Rakyat Tiongkok, dan Program Riset Ilmiah Dasar Pertahanan Nasional Tiongkok. Penyelidik dan Gonzalez-Lima melaporkan tidak ada hubungan keuangan yang relevan.
Sains Adv. Diterbitkan online 2 Desember 2022. Artikel lengkap
Batya Swift Yasgur, MA, LSW adalah penulis lepas dengan praktik konseling di Teaneck, NJ. Dia adalah kontributor reguler untuk berbagai publikasi medis, termasuk Medscape dan WebMD, dan merupakan penulis beberapa buku kesehatan yang berorientasi konsumen serta Behind the Burqa: Our Lives in Afghanistan dan How We Escaped to Freedom (memoar dua orang Afghanistan pemberani). saudara perempuan yang menceritakan kisah mereka).
Untuk berita Psikiatri Medscape lainnya, bergabunglah dengan kami di Twitter dan Facebook