认知功能是大脑的重要能力，但在神经病理状况或疾病中受损时易出现认知损伤。目前，针对认知损伤患者的有效治疗和康复措施尚不明确。光疗作为一种无创物理疗法，受到越来越多的关注。

　　光疗（light treatment，LT）是一种利用人工或自然光源，通过使用不同时间长度和强度的光线照射来预防和治疗疾病的物理治疗方法。已有的动物实验和临床试验提供了光疗改善认知功能的证据，表明光疗在认知损伤的治疗中有很好的应用前景。

临床应用现状

　　阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）是一种进行性神经退行性疾病，逐渐影响记忆、执行功能、视觉空间能力、注意力和其他认知功能。光疗在AD的临床试验中显示出有效缓解认知损伤的效果，并且可能对长期干预产生积极影响[1]。大多数评估光疗对AD的效果都是在进展的早期阶段进行的，并且，与其他治疗方法一样，不能挽救已经发生退行性病变的神经元，使其免于凋亡或恢复到正常的细胞状态。

　　轻度认知功能损害（mild cognitive impairment，MCI）是一种在正常衰老和临床诊断的AD之间的中间状态，患者可能有轻微的认知问题，但日常功能尚未受到严重影响。据报道，光疗使多个认知领域损伤情况有所改善，尤其是在执行功能和记忆方面，并有助于延缓病情进展[2]。

　　脑损伤后认知障碍（post-traumatic cognitive impairment，PTCI）是脑部创伤后的常见并发症。轻度和中重度创伤性脑损伤患者分别有10％或66％～100％以上存在长期的认知功能障碍。光疗在脑损伤后认知障碍中的应用已经显示出潜在的益处，可以帮助脑损伤后认知障碍患者恢复注意力、记忆和执行功能[3]。

　　与病前状态相比，几乎所有（98%）精神分裂症（schizophrenia）患者均表现出认知能力下降，显示出更广泛领域的认知障碍，且每个领域的严重程度各不相同。一些初步研究表明，光疗对精神分裂症残留亚型（295.6）患者的阴性症状有改善效果[4]。

重要作用机制

　　光疗可以通过影响脑电活动来影响认知功能。大脑在不同行为或状态下可以产生多种脑电波。不同频率和强度的光刺激可以调节脑电波的频率和相干性，从而对认知产生影响。一种常见的光疗方法是利用闪烁光刺激，例如40Hz的闪烁光。这种刺激被发现可以增强脑中的γ波活动。γ波与认知功能密切相关，通过调节γ波活动，光疗可能改善认知功能并减少与神经退行性疾病相关的认知损伤[5]。此外，光疗还可以影响其他脑电波的频率，如α波和θ波。这些波动与注意力、放松和记忆等认知过程密切相关。通过调节这些脑电波的频率和相干性，光疗可以调节大脑的活动模式，从而对认知功能产生积极的影响。

图片引用自https://699pic.com/tupian/guangzhaozhiliao.html

　　光疗可以通过影响多条神经环路的活动影响海马和前额叶皮层的活动来改善认知功能。神经环路是大脑中不同区域之间相互连接和交流的网络，它们相互连接并在认知过程中发挥重要作用。ipRGC-视交叉上核-海马CA1环路是一个重要的神经环路，光疗通过影响该环路中的信号传递来改善认知功能，特别是工作记忆[6]。光疗也通过激活ipRGC-视丘腹外侧膝状体/膝状体间小叶-连接核-海马CA1通路，增强了海马CA1区域的Gamma振荡，从而提升了小鼠的空间记忆能力[7]。此外，最新研究发现，光疗可以通过活化中央杏仁核-脑桥蓝斑核-齿状回通路，调节三者之间的神经递质和神经调节物质的释放，从而促进短期空间记忆检索[8]。

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　　光疗可以通过刺激光敏感细胞，传递光信号到大脑，并引起一系列生化反应，通过影响神经生化因素来调节认知功能。神经生化因素是指在神经系统中起调节作用的化学物质，包括神经递质、神经营养因子和激素等。光疗可以通过调节神经递质的合成、释放和再摄取，影响神经传递的效果，进而对认知功能产生影响[9]。光疗被认为可以激活脑源性神经营养因子的表达，从而增强突触传递，最终促进空间记忆的改善[10]。光疗可以对激素的分泌和代谢产生影响，其中包括促肾上腺皮质激素释放激素和皮质醇等激素[11]。这些激素参与应激反应和情绪调节，并对认知功能产生影响。

展望

　　光疗是一种非侵入性治疗方法，已被用于治疗精神和神经系统疾病。近年来的研究表明，光疗对认知损伤的改善具有潜力，通过调节生物钟、情绪和涉及认知处理的神经环路等方式改善认知功能。目前，光疗通常被认为是安全的治疗选择，但可能会有一些副作用，如皮肤刺激、眼睛疲劳或头痛。同时，光疗在临床应用中也存在局限性，包括光照参数标准化、个体差异、缺乏长期随访数据、研究设计差异、缺乏标准化的治疗方案以及临床应用时病人的依从性较低等。克服这些局限性需要进一步研究和标准化的努力，以确保光疗在认知损伤治疗中的可靠性和有效性。需要指出的是，光疗改善认知及其相关机制的研究仍处于不断发展的阶段，尚存在许多未解之谜。未来的研究将进一步探索光疗的治疗机制，优化治疗方案，并开展更多临床研究以评估其在不同认知损伤疾病中的疗效和安全性。（详情请点击阅读原文）

ipRGC：内在光敏视网膜神经节细胞；vLGN：腹外侧膝状体；IGL：膝状体间小叶；RE：连接核；CA1：海马CA1区；SCN：视交叉上核；CeA：中央杏仁核；LC：脑桥蓝斑核；DG：齿状回。

　　参考文献

　　[1] Kim S J,Lee S H,Suh I B,et al. Positive effect of timed blue-enriched white light on sleep and cognition in patients with mild and moderate Alzheimer's disease. Sci Rep,2021,11(1):10174

　　[2] Baik J S,Lee T Y,Kim N G,et al. Effects of photobiomodulation on changes in cognitive function and regional cerebral blood flow in patients with mild cognitive impairment: a pilot uncontrolled trial. J Alzheimers Dis,2021,83(4):1513-1519

　　[3] Naeser M A,Saltmarche A,Krengel M H,et al. Improved cognitive function after transcranial,light-emitting diode treatments in chronic,traumatic brain injury: two case reports. Photomed Laser Surg,2011,29(5):351-358

　　[4] Aichhorn W,Stelzig-Schoeler R,Geretsegger C,et al. Bright light therapy for negative symptoms in schizophrenia: a pilot study. J Clin Psychiatry,2007,68(7):1146

　　[5] Iaccarino H F,Singer A C,Martorell A J,et al. Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia. Nature,2016,540(7632):230-235

　　[6] Fernandez D C,Fogerson P M,Lazzerini Ospri L,et al. Light affects mood and learning through distinct retina-brain pathways. Cell,2018,175(1):71-84.e18

　　[7] Huang X,Huang P,Huang L,et al. A visual circuit related to the nucleus reuniens for the spatial-memory-promoting effects of light treatment. Neuron,2021,109(2):347-362.e347

　　[8] Shang M,Shen M,Xu R,et al. Moderate white light exposure enhanced spatial memory retrieval by activating a central amygdala-involved circuit in mice. Commun Biol,2023,6(1):414

　　[9] Zhu H,Wang N,Yao L,et al. Moderate uv exposure enhances learning and memory by promoting a novel glutamate biosynthetic pathway in the brain. Cell,2018,173(7):1716-1727.e1717

　　[10] Shang M,Zhang J,Shen M,et al. Bright light exposure induces dynamic changes of spatial memory in nocturnal rodents. Brain Res Bull,2021,174: 389-399

　　[11] Roman E,Arborelius L. Male but not female wistar rats show increased anxiety-like behaviour in response to bright light in the defensive withdrawal test. Behav Brain Res,2009,202(2):303-307

　　作者简介

　　陈佳颖：宁波大学医学院临床医学专业本科生。主要致力于神经精神疾病认知损伤机制的相关研究。

（作者：陈佳颖）

（本文来源于公众号：生物化学与生物物理进展）