Mehr als ein halbes Jahrzehnt ist vergangen, seit wir den ersten Vielight Neuro auf den Markt gebracht haben, und es ist an der Zeit, die Gründe für sein Design zu überprüfen und zu bekräftigen. Als Pioniere der transkraniell-intranasalen Hirnphotobiomodulationstechnologie gibt es mehrere wichtige Gründe, warum unser neuestes Modell, das Vielight Neuro 3, in der Lage ist, auch in absehbarer Zukunft die höchste Wirksamkeit in Verbindung mit einem benutzerfreundlichen Design zu einem erschwinglichen Preis zu bieten.

Der intranasale Vorteil

“Warum die Nase?” – Diesen Satz haben wir schon viel zu oft gehört.

Wir haben die Nase wegen ihrer Lage und Struktur ausgewählt. Die Nase ist ein Einfallstor für die 810nm-Lichtenergie im nahen Infrarot (NIR), um den ventralen Bereich (Unterseite) des Gehirns zu erreichen, der sonst unzugänglich wäre. Die Regionen des Gehirns, die sich auf der Unterseite des Gehirns befinden, spielen eine wichtige Rolle bei emotionalen Reaktionen, Entscheidungsfindung und Selbstkontrolle. Darüber hinaus ist der nasale (olfaktorische) Bereich direkt mit der Gedächtnisverarbeitung (Hippocampus, entorhinaler Kortex) und der Emotionssteuerung (Amygdala) verbunden und ermöglicht den Zugang zu anderen Bereichen des Gehirns (Thalamus).

Die Wahl: Vielight Neuro Headset oder wiederverwendete Helme?

Es mag verlockend sein, einen Fahrradhelm, einen Hut oder einen Eimer zu nehmen, ihn mit LEDs zu bestücken und ihn ein “Photobiomodulationsgerät für das Gehirn” zu nennen.
Aber haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, ob sie wirksam sind?

Nach einem Jahrzehnt Erfahrung als eines der ersten Unternehmen im Bereich der Photobiomodulation des Gehirns haben wir gelernt, dass eine effektive Photobiomodulation des Gehirns nicht so einfach ist. Vor allem, wenn wir ein Gerät anbieten wollen, das auf sichere Weise ein Maximum an Licht in das Gehirn leitet.

Als forschungsorientiertes Unternehmen haben wir festgestellt, dass bei der Maximierung der Wirksamkeit der Photobiomodulation des Gehirns mehrere Schlüsselfaktoren ins Spiel kommen.

     1. Übertragung von NIR-Lichtenergie

NIR-Lichtenergie ist eine Form der elektromagnetischen Strahlung, die aus Teilchen wie Photonen besteht, die wellenartige Eigenschaften haben.

In der Natur kann Lichtenergie die Zellphysiologie eines Organismus beeinflussen, aber wie bringen wir sie richtig an?

Mehrere Eigenschaften der Lichtenergie beeinflussen die Übertragung von NIR-Energie auf das Gehirn.

  • Die Lichtenergie wird bei der Ausbreitung über Entfernungen schwächer, weil die inverse square law of light.  
  • Lichtenergie wird vom Haar absorbiert.

Angesichts dieser beiden Faktoren sind Helme/Hüte usw. nicht ideal für die Photobiomodulation des Gehirns. Zusätzlich zu dem Energieverlust, der entsteht, wenn das Licht aus dem Helm/der Mütze/dem Hut usw. austritt, werden die Haare zu einer Hemmschwelle, da sie das Restlicht absorbieren, da die schwebenden LEDs keinen Kontakt mit der Haut haben.

Zweitens ist die Positionierung der LEDs für die Wirksamkeit entscheidend. Die LEDs müssen in den Bereichen des Gehirns positioniert werden, die am stärksten betroffen sind. Die Qualität der ausgewählten Stellen in Verbindung mit Leistung und Frequenz ist wichtiger als die bloße Anzahl der wahllos platzierten LEDs, die zu weit von der Kopfhaut entfernt sind.

Schlimmer noch, sie erzeugen und speichern unbrauchbare/unregulierte Wärme und beeinträchtigen den Komfort und die Tragbarkeit, da sie an Steckdosen angeschlossen werden müssen.

Und schließlich fehlt es den “Einheitsgrößen”-Designs an der Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Kopfgrößen. Igitt!

Geben Sie den Neuro

Figure 1. Penetration of NIR energy into a human cadaver using the Vielight Neuro.

Das Vielight Neuro ist für eine maximale Übertragung der Lichtenergie ausgelegt.

Das Headset der Neuro hat einen angeborenen Designvorteil, da die LED-Module der Neuro so konzipiert wurden, dass sie den Kontakt mit der Kopfhaut maximieren. Die mikrochip-gesteuerten LED-Module kontrollieren auch die Wärmeleistung,

Außerdem ist das Neuro-Headset so konzipiert, dass es sich an verschiedene Kopfgrößen und -formen anpassen lässt. Komfort und Effektivität für Ihr wichtigstes Organ – Ihr Gehirn.

     2. LED-Technologie

Ein berühmter Küchenchef sagte einmal: “Es ist ganz einfach: Gute Zutaten ergeben ein gutes Essen. Eine weitere wichtige Zutat (oder ein Faktor) bei der Photobiomodulation des Gehirns ist die Art der verwendeten LED-Technologie. Das Vielight Neuro verwendet mikrochip-geregelte LED-Dioden, die die gewünschte Leistung bei vernachlässigbarer Wärme erzeugen. Dadurch können die LEDs in direktem Kontakt mit der Kopfhautoberfläche stehen, um die Energieübertragung und -durchdringung zu maximieren.

Andererseits ist die Verwendung zahlreicher minderwertiger LEDs kein “Rezept für eine Katastrophe”, sondern für einen Misserfolg, da sie das Fehlen einer Wärmeregulierungstechnologie häufig durch eine geringere Leistungsdichte kompensieren. Bei Vielight kann unsere proprietäre LED-Technologie so viel Energie wie nötig innerhalb sicherer und effizienter Grenzen extrahieren.

     3. Sind mehr LEDs besser?

Nicht unbedingt – erstens müssen die LEDs genügend Energie mit der richtigen Wellenlänge erzeugen, um den Schädel zu durchdringen. Es ist wenig sinnvoll, eine hohe Gesamtleistung zu erzeugen, wenn nichts davon das Gehirn erreicht.

Als Verbraucher sollten Sie sich immer über den Unterschied zwischen Leistungsdichte (mW/cm2) und Gesamtleistung (mW) im Klaren sein. Die Leistungsdichte ist wichtig, nicht die Gesamtleistungsabgabe. Leistungsdichte und Wellenlänge (810 nm) sind die beiden wichtigsten Faktoren, die bestimmen, ob Photonen den Schädel durchdringen und das Gehirn erreichen. Die Gesamtausgangsleistung kann eine irreführende Angabe sein, da sie leicht durch die Verwendung vieler LEDs mit geringer Leistung und schlechter Qualität erreicht werden kann.

Das Sprichwort “Qualität vor Quantität” trifft hier zu!

Ausrichtung auf das Standardmodusnetz

There are approximately 86 billion neurons in the human brain. That’s a lot of neurons. For reference, there are approximately 200-400 billon stars in our galaxy.  Neurons are highly interconnected – our brain stimulation optimization theory is to pick the most important regions that show the highest interconnectivity. Hence, our research team chose the default mode network (DMN) as the primary target for the Vielight Neuro. Here’s why.

The Vielight Neuro targets the Default Mode Network.

  • Why the Default Mode Network?

The general health of the brain is often associated with the health of the default mode network (DMN), often considered the template network of the brain. It is a large-scale brain network primarily composed of the lateral parietal cortex, posterior cingulate cortex, medial prefrontal cortex, precuneus and the entorhinal cortex. The DMN is prominent when the brain is in its quiet state of repose.[1] Several brain diseases, including Alzheimer’s Disease and Parkinson’s Disease has been associated with dysfunctional DMN.[2]

In a nutshell, the Default Mode Network (DMN) has been linked to the general health of the brain and is involved in various domains of cognitive and social processing. Do you know of a better target for brain photobiomodulation? If so, let us know.

The Theory behind Pulse Rates

We have found that the pulse rate matters in brain PBM. The brain responds to pulse rate stimulation in specific ways. When we stimulate a healthy brain in gamma (40 Hz), we can elevate the amplitude of gamma and other fast waves in alpha and beta in the brain while reducing those of the slow delta and theta [3]. Independent researchers have found success in the use of the Vielight Neuro Gamma for dementia [4] , Parkinson’s Disease [5] ; and the Vielight Alpha (10 Hz) in traumatic brain injury [6] . However, please note that our devices are still general wellness device and not medical devices. We don’t claim efficacy for any indication and can only point towards research already published with our devices. (https://www.vielight.com/de//research)

Validation via Research

At Vielight, research is in our DNA. We understand the need to validate the engineering theory behind our devices with scientific data. A simple idea like placing LEDs on your head can turn surprisingly complex when taking different parameters into account, like the pulse rate, wavelength and power density to maximize efficacy.

With that in mind, we’ve invested heavily in research and clinical trials over the years. In fact, Vielight devices have the most published research in the field of brain photobiomodulation to date.

For a full list of published research that used our devices: Link

We’re grateful to all the research institutions we’ve collaborated with over the years and look forward to a bright future of discoveries together.

References

  1. Sormaz, Mladen; Murphy, Charlotte; Wang, Hao-Ting; Hymers, Mark; Karapanagiotidis, Theodoros; Poerio, Giulia; Margulies, Daniel S.; Jefferies, Elizabeth; Smallwood, Jonathan (2018). “Default mode network can support the level of detail in experience during active task states”
  2. Buckner, R. L.; Andrews-Hanna, J. R.; Schacter, D. L. (2008). “The Brain’s Default Network: Anatomy, Function, and Relevance to Disease”. Annals of the New York Academy of Sciences.
  3. Zomorrodi, R., Loheswaran, G., Pushparaj, A., & Lim, L. (2019). Pulsed Near Infrared Transcranial and Intranasal Photobiomodulation Significantly Modulates Neural Oscillations: a pilot exploratory study. Scientific Reports, 9.
  4. Chao LL. Effects of Home Photobiomodulation Treatments on Cognitive and Behavioral Function, Cerebral Perfusion, and Resting-State Functional Connectivity in Patients with Dementia: A Pilot Trial. Photobiomodul Photomed Laser Surg. 2019 Mar;37(3):133-141. doi: 10.1089/photob.2018.4555.
  5. Liebert A, Bicknell B, Laakso EL, Heller G, Jalilitabaei P, Tilley S, Mitrofanis J, Kiat H. Improvements in clinical signs of Parkinson’s disease using photobiomodulation: a prospective proof-of-concept study. BMC Neurol. 2021 Jul 2;21(1):256. Doi: 10.1186/s12883-021-02248-y.
  6. Chao LL, Barlow C, Karimpoor M, Lim L. Changes in Brain Function and Structure After Self-Administered Home Photobiomodulation Treatment in a Concussion Case. Front Neurol. 2020;11:952. Published 2020 Sep 8. doi:10.3389/fneur.2020.00952