Rotlichttherapie verbessert Gedächtnis und Hirnaktivität bei alternden Ratten

Kognitiver Abbau ist eines der folgenreichsten Merkmale des Alterns, und die Suche nach sicheren, nicht-pharmakologischen Interventionen zur Verlangsamung oder Umkehrung dieses Prozesses bleibt eine wichtige Forschungspriorität. Photobiomodulation (PBM) – der therapeutische Einsatz von schwachem Nah-Infrarot- oder Rotlicht – hat aufgrund ihrer Fähigkeit, die mitochondriale Energieproduktion zu steigern und die Neuroplastizität zu unterstützen, zunehmend Aufmerksamkeit erregt. Ihre Wirkungen auf alternde Gehirne erfordern jedoch eine eingehendere Charakterisierung.

In dieser Studie verabreichten Forscher der Universität Oviedo 9 Monate alten Wistar-Ratten – was dem frühen Mittelalter entspricht – über 11 aufeinanderfolgende Tage eine automatische transkranielle PBM bei 810 nm über dem präfrontalen Kortex, mit einer Sitzungsdauer von jeweils 12 Minuten. Anschließend wurden die Tiere mithilfe validierter Verhaltenstests auf räumliches Gedächtnis, kognitive Flexibilität, angstähnliches Verhalten und Lokomotionsaktivität untersucht.

PBM-behandelte Ratten zeigten im Vergleich zu den Kontrolltieren signifikante Verbesserungen im räumlichen Gedächtnis und in der kognitiven Flexibilität. Entscheidend ist, dass keine Veränderungen in Bezug auf Angst oder motorische Funktion festgestellt wurden, was darauf hindeutet, dass die kognitiven Vorteile nicht durch veränderte Aktivitätsniveaus oder Stressreaktionen verfälscht wurden.

Auf neurobiologischer Ebene reduzierte PBM die Aktivität der Cytochrom-c-Oxidase (CCO) in mehreren limbisch-kortikalen Regionen, darunter der präfrontale Kortex, die hippokampalen Subfelder CA1 und CA3, das Septum sowie die lateralen Mammillarkerne. Diese Reduktion könnte eine Rekalibrierung des mitochondrialen Stoffwechsels in Richtung höherer Effizienz widerspiegeln. Gleichzeitig stieg die c-Fos-Expression – ein Marker für neuronale Aktivierung – im dorsalen Gyrus dentatus an, was auf eine verbesserte Gedächtnisenkodierung und -abrufkapazität in dieser Region hindeutet.

Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, wurden in dieser Studie ausschließlich männliche, mittelalte Ratten verwendet, was die Verallgemeinerbarkeit einschränkt. Optimale Stimulationsparameter, die langfristige Beständigkeit der Effekte sowie geschlechtsspezifische Reaktionen sind noch zu ermitteln. Die Übertragung auf klinische Anwendungen beim Menschen wird strenge Dosisfindungsstudien und validierte automatisierte Verabreichungssysteme erfordern.