有研究结果显示，在阿尔茨海默病治疗过程中，仅利用OLED光线、无需药物也能取得改善效果。在此基础上，通过精确控制OLED光的颜色、亮度、闪烁频率和曝光时间，将其作为个体定制化OLED“电子药”的可能性也受到关注。
（自上而下）KAIST Choi Kyungcheol 教授课题组、韩国脑研究院 Koo Jauwook 博士课题组、韩国脑研究院 Heo Hyangsook 博士课题组成员。KAIST 提供
View original imageKAIST电气及电子工程系Choi Kyungcheol教授团队与韩国脑研究所（KBRI）Koo Jawook博士、Heo Hyangsook博士研究团队开发出三种均匀照度颜色的OLED光刺激技术，并于24日表示，他们确认在蓝光、绿光和红光中，“40Hz红光”对改善阿尔茨海默病理和记忆功能最为有效。
联合研究团队为解决传统发光二极管方式在亮度不均衡、发热风险以及因动物运动导致刺激偏差等结构性局限，构建了“能均匀发光”的OLED光刺激平台。利用该平台在相同条件（40Hz频率、亮度、曝光时间）下比较白光、红光、绿光和蓝光后发现，“40Hz红光”在改善记忆力方面表现出最优效果。
尤其是在早期病程（3个月龄）动物模型中，仅经过2天的刺激，病理与记忆力就得到改善。
当早期阿尔茨海默病动物模型每天接受1小时、持续两天的光照时，白光和红光均提高了其长期记忆，并减少了在海马等重要脑区中堆积的、被认为是阿尔茨海默病主要致病因素的蛋白质残渣（团块）——“β淀粉样蛋白（Aβ）斑块”。
研究还通过实验确认，有助于清除斑块的酶（ADAM17）大量生成。
这意味着，即便是短期光刺激，也能减少大脑中的有害蛋白，并改善记忆功能。
更重要的是，在红光条件下，会加重炎症或给脑组织带来压力、从而可能影响阿尔茨海默病进程的“炎症性细胞因子IL‑1β”大幅下降，其抗炎效果得到验证。
联合研究团队还通过实验验证：斑块减少量越大，记忆力提升幅度越大，病理改善会直接转化为认知功能的提升。
在中期病程（6个月龄）模型中，仅在红光条件下观察到具有统计学意义的病理改善。对中期阿尔茨海默病模型在相同条件下进行为期2周的长期刺激时，白光和红光都带来了记忆力提升，但斑块减少仅在红光条件下具有统计学显著性。
在分子水平上，各颜色之间的差异也十分明显。照射红光时，有助于清除斑块的酶（ADAM17）增加，而生成斑块的酶（BACE1）减少，呈现出抑制斑块生成与促进斑块清除的“双重效果”。
相反，白光仅减少了生成斑块的酶（BACE1），其治疗效果不及红光。这一成果从科学上阐明了光的颜色是决定治疗效果的关键因素。
为确认光刺激后究竟激活了哪些脑回路，联合研究团队分析了在脑细胞被激活时最先开启的标记基因c‑Fos的表达情况。
研究由此提出神经学证据：连接“视觉皮质→丘脑→海马”的“视觉‑记忆回路”整体被激活，光刺激通过唤醒视觉通路，进而提升海马功能和记忆力。
联合研究团队表示，尤其是均匀照度的OLED平台即便在动物运动时也能均匀传递光线，实验结果不会受到干扰，并且在反复实验中效果始终如一，可靠性得到保证。
本次研究的意义在于，首次证实无需药物、仅凭光照即可改善认知功能，并可通过颜色、频率和作用时间的组合来调节阿尔茨海默病的病理指标。
联合研究团队开发的OLED平台能够精确调节颜色、亮度、闪烁频率和曝光时间，因此也适用于针对人的个体化定制刺激方案设计。
为此，联合研究团队计划在此基础上扩展刺激强度、能量、时长以及视听复合刺激等多种条件，将研究推进至临床阶段。
Choi教授表示：“均匀照度OLED平台克服了传统发光二极管的结构性局限，使高重复性和安全性评估成为可能。联合研究团队期待，今后可在日常生活中佩戴进行治疗的可穿戴‘红色OLED电子药’将为阿尔茨海默病治疗提出新的范式。”
另外，本研究在韩国研究财团、国家信息产业振兴院以及韩国脑研究所基础研究项目的支持下开展。
研究成果（论文）近期已发表于生物医学与材料领域国际学术期刊《ACS Biomaterials Science & Engineering》在线版。
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