Терапия красным светом может помочь защитить мозг от повторных ударов по голове

Фото из открытых источников

Повторные удары по голове происходят чаще, чем многие думают. Контактные виды спорта, военная подготовка и работа в службах экстренного реагирования подвергают мозг частым толчкам и резким движениям. Даже если сотрясения мозга не происходит, эти силы могут незаметно оказывать давление на ткани головного мозга с течением времени.

Ученые из Университета Юты сейчас изучают способы защиты мозга до того, как появятся серьезные повреждения. Один из многообещающих подходов использует терапию красным светом, также известную как фотобиомодуляция. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Neurotrauma.

Вместо лечения травм после появления симптомов, этот метод направлен на поддержание здоровья мозга в условиях длительного воздействия. Новое исследование с участием игроков в американский футбол из колледжа дает обнадеживающие результаты.

Врачи десятилетиями изучают повреждения головного мозга, вызванные многократными ударами по голове. Более старые термины, такие как синдром «удара кулаком», и более новые, такие как хроническая травматическая энцефалопатия, описывают долгосрочные повреждения, связанные с многократным воздействием силы на мозг.

Со временем повторяющиеся движения головы с ускорением могут привести к проблемам с памятью, изменениям настроения, спутанности сознания и даже деменции.

Исследования показывают, что сила, приложенная к телу, может передаваться на голову, оказывая давление на нежную мозговую ткань даже без прямого удара.

Воспаление играет важную роль в этом повреждении. После ускорения головы иммунные клетки выделяют химические сигналы, призванные помочь в восстановлении тканей. Кратковременное воспаление способствует заживлению. Продолжающееся воспаление наносит вред.

Длительная активность иммунной системы повреждает нейроны, нарушает связь между клетками головного мозга и ослабляет системы восстановления. Повторяющиеся воспаления повышают риск развития серьезных неврологических заболеваний в более позднем возрасте.

Фотобиомодуляция использует красный и ближний инфракрасный свет, подаваемый через кожу головы и носовую полость.

Свет с длиной волны 810 нанометров достигает внешних слоев головного мозга и взаимодействует с митохондриями, которые выступают в качестве энергетических центров внутри клеток. Этот свет увеличивает выработку энергии и улучшает использование кислорода. Большее количество энергии помогает клеткам мозга оставаться сильными и восстанавливаться после стресса.

Светотерапия также влияет на воспаление. Исследования показывают, что фотобиомодуляция может снижать вредные химические сигналы, уменьшать окислительный стресс и регулировать поведение иммунных клеток.

Более эффективный контроль воспаления снижает вторичные повреждения после повторных нагрузок. Воздействие света также улучшает кровоток и помогает сбалансировать уровень кальция внутри нейронов, что защищает нервные волокна и поддерживает здоровую передачу сигналов в головном мозге.

В американском футболе часто происходят резкие удары по голове. Многие удары не вызывают видимых симптомов, но всё равно оказывают нагрузку на ткани головного мозга. По оценкам исследований, за один сезон один спортсмен может пережить сотни событий, связанных с ударами.

Шлемы снижают силу удара, но не могут полностью предотвратить внутренние биологические реакции после того, как ударная волна достигнет мозга.

Исследователи хотели выяснить, может ли фотобиомодуляция укрепить мозг во время активного воздействия. Этот подход фокусируется на ранней защите, а не на ожидании возникновения травмы.

В исследовании приняли участие 26 мужчин-студентов, играющих в американский футбол, в возрасте от 18 до 25 лет. Исследователи случайным образом распределили участников на две группы: одна получала активную фотобиомодуляцию, другая — плацебо-терапию. Обе группы использовали идентичные гарнитуры и носовые устройства. Только активные устройства излучали ближний инфракрасный свет. Каждый участник выполнял 20-минутные упражнения три раза в неделю в течение 16-недельного футбольного сезона. Сканирование головного мозга проводилось до и после сезона с использованием магнитно-резонансной томографии.

Передовые методы визуализации позволили ученым измерить активность иммунных клеток, связанную с воспалением, и организацию волокон белого вещества внутри головного мозга.

У игроков, получавших фиктивное лечение, в течение сезона наблюдалось усиление признаков воспаления и аксонального стресса. Визуализация выявила усиление ограниченной диффузии, что указывает на накопление иммунных клеток, связанное с воспалением. Увеличение количественной анизотропии свидетельствовало о деформации аксонов и попытках их восстановления.

У игроков, подвергшихся активной фотобиомодуляции, наблюдалась гораздо большая стабильность в различных областях мозга. В некоторых областях показатели воспаления даже снизились. Такая стабильность свидетельствует о меньшей активации иммунной системы и лучшей сохранности структуры белого вещества.

«Моей первой реакцией было: „Не может быть, чтобы это было правдой“. Настолько это меня поразило», — сказала соавтор исследования Ханна Линдси.

Повторяющиеся удары оказывают большее воздействие на определенные области мозга, чем на другие. К ним относятся ствол мозга, средний мозг, мозолистое тело и глубокие тракты белого вещества.

Ученые называют эту структуру конусом уязвимости, поскольку механическое напряжение концентрируется в этих областях.

Фотобиомодуляция, по-видимому, ограничивала воспаление во многих уязвимых областях. Некоторое восстановление наблюдалось также в областях за пределами наиболее подверженных стрессу зон, что свидетельствует о более широком защитном эффекте.

Терапия красным светом воздействует одновременно на несколько биологических систем. Свет активирует митохондриальные ферменты, увеличивая доступность энергии внутри клеток. Более мощный источник энергии способствует восстановлению и поддержанию баланса в нейронах.

Воздействие света также снижает чрезмерную иммунную сигнализацию, что помогает предотвратить длительное воспаление. Улучшенное кровообращение доставляет кислород и питательные вещества, которые способствуют заживлению.

Предыдущие исследования на животных и людях связывают фотобиомодуляцию с улучшением мыслительных способностей, уменьшением головных болей, улучшением сна и повышением двигательной активности после черепно-мозговой травмы.

«Когда мы только начинали этот проект, я был крайне скептически настроен, — сказала ведущий автор исследования Элизабет Уайлд из Университета Юты. — Но мы получили стабильные результаты в нескольких наших исследованиях, так что это начинает выглядеть весьма убедительно».

Более масштабные исследования позволят более тщательно проверить эти результаты. В исследовании, финансируемом Министерством обороны, примут участие 300 человек с сохраняющимися симптомами черепно-мозговой травмы, в том числе военнослужащие и сотрудники экстренных служб.

Если будущие исследования подтвердят безопасность и пользу, фотобиомодуляция может предложить простой и неинвазивный способ защиты здоровья мозга при многократном воздействии.

Спортсмены, солдаты и сотрудники экстренных служб могут получить дополнительную защиту без лекарств или хирургического вмешательства. Ранняя профилактика может снизить долгосрочные неврологические риски и способствовать более здоровой жизни.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний