Un minuto de exposición a la luz monocromática modifica las conexiones neuronales
19/01/2023
Un estudio liderado por investigadores de la Facultad de Óptica y Optometría de Terrassa (FOOT) de la UPC demuestra que con tan solo un minuto de estimulación con luz azul, verde o roja se activan diversas áreas cerebrales visuales y no visuales. El estudio abre nuevas vías de investigación para entender mejor el impacto de la estimulación lumínica en la función cerebral y su aplicación en el tratamiento de disfunciones visuales, síntomas de depresión, alteraciones de los ritmos circadianos, migrañas o trastornos de la memoria o la atención.
La investigación creciente en el campo de la fotoestimulación indica que la exposición a la luz puede tener un efecto positivo para tratar diferentes problemas relacionados con la salud, como la astenia primaveral, la interrupción del ritmo circadiano e, incluso, trastornos bipolares y el Alzheimer.
Sin embargo, aún hay mucho desconocimiento sobre cómo afecta la exposición a la luz monocromática a las diversas áreas cerebrales. Para avanzar en este campo, un grupo de investigadores de la Facultad de Óptica y Optometría de Terrassa (FOOT) de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) ha llevado a cabo un estudio piloto en el que demuestran que con tan solo uno minuto de exposición a la luz azul, verde o roja se puede llegar a modificar la conectividad funcional de una amplia gama de redes neuronales o regiones cerebrales, tanto visuales como no visuales.
Así, según los investigadores, cada uno de los patrones de conectividad cerebral parece estar más dispuesto a funcionar mejor en tareas asociadas a dominios cognitivos específicos: la exposición a la luz azul activa las áreas ligadas a la atención y al ritmo circadiano, la exposición a la luz verde mejora la atención visual, mientras que la exposición a la luz roja influye en áreas como la memoria.
El trabajo, publicado recientemente en la revista Scientific Reports (Nature), ha estado coordinado por el investigador Marc Argilés, profesor de la FOOT, y ha contado con la participación de los estudiantes Bernat Sunyer y Silvia Arteche, del programa de Doctorado en Ingeniería Óptica de la UPC. El estudio ha estado financiado por el Colegio Oficial de Ópticos Optometristas de Cataluña (COOOC) y ha contado con la participación del Barcelona Beta Brain Research Center (BBRC) de la Fundación Pasqual Maragall y del doctor Cleofé Peña Gómez, de la empresa Netdatica. Asimismo, ha recibido el apoyo de la Asociación Catalana de Optometría y Terapia Visual (ACOTV).
Desarrollo de la investigación
El estudio piloto se ha desarrollado con la participación de siete pacientes, cuatro mujeres y tres hombres de entre 21 y 33 años, a los que se les ha expuesto durante un minuto cada semana a cada una de las tres longitudes de onda correspondientes a la luz azul, verde y roja. La exposición se ha realizado mediante instrumentos de exposición lumínica cedidos por el Centro de Optometría Mataró, que han sido previamente estudiados y caracterizados a nivel óptico (longitud de onda, irradiancia y densidad fotónica) en la FOOT, con la colaboración de la profesora Elisabet Pérez.
De forma simultánea a la exposición de los pacientes a las diferentes luces monocromáticas, se realizaron medidas de resonancia magnética funcional, unas pruebas que han permitido observar cómo, con tan sólo 60 segundos de estimulación lumínica, la conectividad cerebral se veía modificada a corto plazo en todos los participantes y en las mismas regiones cerebrales: “Hemos observado una disminución global de conectividad funcional en todas las redes neuronales, excepto en la red atencional ligada a la prominencia, después de la exposición a la luz azul; un aumento global de la conectividad funcional después de la exposición a la luz verde, especialmente notable en el hemisferio izquierdo, y una disminución de la conectividad funcional en las redes de atención, junto con un aumento de la conectividad funcional en la red en modo predeterminado, después de la exposición a la luz roja”, explican los autores.
“El estudio abre nuevas vías de investigación para entender mejor el impacto de la estimulación lumínica en la función cerebral y su aplicación en diversas disciplinas de la salud, no sólo por tratar posibles disfunciones visuales, sino también síntomas de depresión, alteraciones de los ritmos circadiarios, migrañas o trastornos de la memoria o la atención”, concluyen los investigadores.
Algunas de las imágenes que muestran el resultado de las pruebas realizadas y que han permitido observar los cambios en la conectividad cerebral
Prueba de resonancia magnética funcional realizada a un paciente, de forma simultánea a la exposición a las diferentes luces monocromáticas
Parte del equipo de investigadores e investigadoras que han realizado el estudio. De izquierda a derecha, en la fila superior: Bernat Sunyer, Silvia Arteche y Marc Argilés, investigadores de la FOOT. En la fila inferior: Gemma Viera (optometrista asociada a ACOTV) y Anna Mestre (profesora de la FOOT)
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