Luz láser para mejorar procesos mentales

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El láser es uno de los descubrimientos más revolucionarios de los últimos tiempos. Más de 60 años después de su invención siguen deslumbrándonos sus múltiples aplicaciones, que parecen inagotables: telecomunicaciones, aplicaciones industriales, telemetría… Incluso la primera demostración exitosa de fusión nuclear hace apenas unas semanas implicaba el uso de luz láser.

La biología y la medicina no son tampoco ajenas a los beneficios de esta tecnología. Recientemente, investigadores de China, Reino Unido y Estados Unidos han publicado el uso de láseres para mejorar la memoria visual.

La luz láser mejora la memoria visual a corto plazo

En un original experimento, los investigadores sometieron a un cierto número de voluntarios a pruebas para medir su memoria a corto plazo. Las pruebas consistieron en recordar bien la orientación de unas líneas o bien el color de unos recuadros y se llevaron a cabo en dos sesiones, con un intervalo de separación de una semana. La diferencia es que una de las sesiones fueron expuestos a un láser infrarrojo de baja intensidad (1.064 nanómetros, la luz visible se sitúa entre 400 y 700 nanómetros) en la región derecha de su frente. De este modo, la luz láser llegaba indirectamente a la región del córtex prefrontal.

¿Y tuvo consecuencias? Sí: los sujetos expuestos al láser mejoraban en la tarea de memoria. Esto ocurría tanto cuando se comparaban consigo mismos como cuando la comparación se hacía respecto al conjunto de todos los voluntarios.

Protocolo de iluminación con el láser sobre la frente de los voluntarios (izquierda). Mejora de la memoria a corto plazo tras la acción del láser (puntos rojos) frente al resultado antes del láser (puntos azules) (derecha). Author provided

La mejora por el efecto del láser fue bastante significativa, tanto para la tarea de recordar la orientación de las líneas como para el recuerdo del color de los recuadros.

No conformes con eso, los investigadores realizaron más experimentos que confirmaron estos resultados. Entre otras cosas, midieron el nivel de activación de distintas zonas del cerebro. Cuando registraron los encefalogramas de los sujetos durante las pruebas, se observó más activación de ciertas zonas relacionadas con la memoria cuando la persona había sido expuesta al láser. Por el contrario, no hubo ningún efecto en la memoria al iluminar el lado izquierdo de la corteza prefrontal.

En busca del mecanismo de acción

Para explicar este efecto beneficioso del láser se barajan varios posibles mecanismos. Por un lado sabemos que la luz puede ser absorbida por ciertos compuestos dentro de las células y eso podría estimular procesos químicos intracelulares que mejorarían su actividad. Sin ir más lejos, puede darse un aumento momentáneo de las especies reactivas de oxígeno, que pueden estimular la actividad de las células a bajas concentraciones. Pero la luz infrarroja usada en los experimentos no debería de activar estos compuestos por la baja energía de los fotones usados.

Una segunda posibilidad es que el láser estimule la liberación de óxido nítrico (NO), un potente dilatador de la vasculatura. La luz usada promueve las vibraciones de las moléculas y estas vibraciones pueden facilitar la generación de NO por parte de las células vasculares.

Sin embargo, el mecanismo más probable, por el que todos apuestan, es la generación de calor por parte de la luz láser. Resulta que cuando la luz de 1.064 nm es absorbida por el agua de los tejidos aumenta la temperatura –obviamente, sin causar ningún daño a los sujetos–. Cuando se repitieron los experimentos con un láser de 852 nm y la misma dosis de luz, no se observó ninguna mejora en la memoria a corto plazo.

Imagen robótica

En principio, se supone que el aumento de temperatura debería ser idéntico con los dos láseres porque las cantidades de luz fueron iguales. Sin embargo, la luz de 1.064 nm se absorbe en un volumen más pequeño de tejido. Y a igual dosis de energía, un volumen más pequeño se calienta más. Este calor puede dar lugar a una vasodilatación local más notable, lo que supone un aumento del riego sanguíneo en la región cerebral iluminada, mejorando la memoria.

Aunque los autores descartan el calor como mecanismo, es un punto polémico de la investigación, y se requieren más experimentos en este sentido.

Mejorar el rendimiento intelectual con láseres

Son ya numerosas las publicaciones que demuestran efectos beneficiosos de la luz láser en procesos cerebrales. En general parece que se deben a una mejora en el riego cerebral tras la acción del láser sobre el cerebro, que a su vez conduce a una mejor oxigenación del cerebro. También mejora el rendimiento de las neuronas, que obtienen más nutrientes y eliminan mejor los desechos. Este es un mecanismo muy prometedor para comprender cómo la luz láser puede mejorar ciertas capacidades mentales.

Y no solo en condiciones saludables. En 2012 se observó un aumento de la actividad cerebral y del nivel de consciencia de un paciente en estado vegetativo. La persona fue sometida a iluminación de la cabeza por LEDs infrarrojos.

Modular la actividad cerebral de manera no invasiva, con el uso de un láser infrarrojo, parece confirmarse como una posibilidad real. Son procedimientos muy sencillos, indoloros y relativamente económicos. Se añade, por tanto, una herramienta más al arsenal de terapias cognitivas.

Alfonso Blázquez Castro, Profesor ayudante doctor en Genética. Máster en Física de la luz - Fotónica, Universidad Autónoma de Madrid. Lea el artículo original aquí.