MRI z ultravisokim poljem razkriva, kako modra svetloba stimulira možgane – Svet fizike

Svetloba je kritična za prenos vizualnih informacij v možgane; vendar svetloba vpliva tudi na nevidne procese v telesu, kot so cirkadiani ritmi, izločanje hormonov, velikost zenic in cikli spanja. Znano je, da izpostavljenost modri svetlobi spodbuja budnost in izboljša kognitivno delovanje, vendar živčni procesi, na katerih temelji ta učinek, niso dobro razumljeni. Zdaj so raziskovalci z Univerze v Liègu v Belgiji uporabili magnetno resonanco ultravisokega polja, da bi ugotovili več o tem, kako svetloba stimulira naše možgane, in poročajo o svojih ugotovitvah v Komunikacija Biologija.

Nevidne odzive na svetlobo v glavnem posredujejo fotoobčutljive ganglijske celice mrežnice, ki izražajo melanopsin, fotopigment, ki je najbolj občutljiv na modro svetlobo pri okoli 480 nm. Ti retinalni nevroni prenašajo svetlobne informacije na več področij možganov, povezanih s svetlobno posredovanim vedenjem. Zlasti pulvinar (območje posteriornega talamusa, ki sodeluje pri nadzoru pozornosti) se dosledno aktivira kot odziv na svetlobo, kar nakazuje, da ima lahko talamus, podkortikalna regija, ključno vlogo pri posredovanju nevizualnih svetlobnih informacij v korteks.

Da bi raziskal to hipotezo, je prvi avtor Ilenija Paparella in sodelavci v Laboratorij GIGA-CRC uporabili 7T funkcionalni MRI za snemanje možganske aktivnosti 19 zdravih mladih udeležencev, medtem ko so opravili slušno nenavadno nalogo, za katero je znano, da izzove odziv v posteriornem talamusu. Med nalogo, pri kateri so med pogostimi standardnimi toni zveneli naključni redki deviantni toni, so bili prostovoljci v temi ali izpostavljeni 30-sekundnim blokom z modro obogateno polikromatsko ali kontrolno oranžno svetlobo.

Raziskovalci so ocenili, kako je izpostavljenost svetlobi med slušno nalogo vplivala na povezljivost talamusa z intraparietalnim sulkusom (IPS), področjem korteksa, povezanim s pozornostjo. Za vsakega subjekta so analizirali spremembe v signalih, odvisnih od ravni kisika v krvi (BOLD) iz talamusa in IPS, da bi sklepali na njihovo nevronsko aktivnost. Nato so uporabili dinamično vzročno modeliranje, da bi ocenili učinkovito povezljivost med obema možganskima regijama.

Analize ekipe so pokazale, da je slišanje redkega deviantnega tona med slušno nalogo vzbudilo tako pulvinar kot IPS v obeh hemisferah. Brez izpostavljenosti svetlobi je prišlo do pomembnega vzajemnega negativnega vpliva med obema regijama.

Raziskovalci so ugotovili, da je le z modro obogatena svetloba okrepila povezljivost od posteriornega talamusa do IPS, pri čemer je vpliv posteriornega talamusa na IPS preklopil iz inhibicije v ekscitacijo. "Z drugimi besedami, aktivna svetloba je posebej modulirala informacijski tok od talamusa do kortikalnih področij, medtem ko kontrolna svetloba, kljub temu, da je sicer izzvala vizualne odzive, na noben način ni vplivala na naše omrežje," pišejo.

MRI visoke ločljivosti omogoča neposredno slikanje nevronske aktivnosti

Pomembno je, da so raziskovalci izračunali dva neodvisna modela za levo in desno možgansko hemisfero in videli, da sta prinesla enake rezultate. Opazili so tudi, da je vpliv z modro obogateno svetlobo na povezljivost povezan s spremembami velikosti zenic – še eno merilo nevizualnega vpliva svetlobe na fiziologijo.

"Kolikor nam je znano, naši rezultati zagotavljajo prve empirične podatke, ki potrjujejo, da modra svetloba valovne dolžine vpliva na tekočo nevizualno kognitivno aktivnost z modulacijo pretoka informacij, ki je odvisen od nalog, od subkortikalnih do kortikalnih območij," pišejo raziskovalci.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/ultrahigh-field-mri-reveals-how-blue-light-stimulates-the-brain/