Pulserande ljus, biologiska resonansfrekvenser och vävnadsspecifika interaktioner
Integrerad ämnesrapport baserad på optisk fysik, biofysik, fotobiologi och resonansmedicin
Introduktion
Pulserande ljus i det röda och nära infraröda spektrumet (PBM - Photobiomodulation) har dokumenterats i flera decennier ha djupgående biologiska effekter. När ljus pulseras vid specifika frekvenser kan det interagera med kroppens egna elektromagnetiska resonanser – från helkroppsnivå (hjärnoscillationer, hjärtrytm, Schumann-resonans) till molekylär nivå (DNA-vibrationer, enzymaktiviteter, vattenstrukturer). Två huvudprinciper ligger bakom: optisk penetration – hur våglängd, pulsfrekvens, toppeffekt och pulsbreddsmodulering påverkar hur djupt fotoner når in i biologisk vävnad, och resonansinteraktion – hur ljus- eller fältmodulering vid specifika frekvenser kan utlösa resonans i biologiska system och därmed förbättra signaltransduktionen.
Fysiken bakom pulserande ljus och vävnadspenetration
Rött ljus i intervallet 600–700 nm är lämpligt för hud, slemhinnor och blodkärl nära ytan med en typisk penetration på 1–5 mm. Nära-infrarött ljus (700–1100 nm) absorberas minimalt i vatten och hemoglobin och kan penetrera flera centimeter in i vävnader som muskler, leder och hjärna. Mellaninfrarött ljus (1100 nm–20 μm) absorberas starkare i vatten och ger främst termiska effekter i ytan. THz-området (0,1–10 THz) har hög vattenabsorption, men kan också interagera med molekylära vibrationer i DNA och proteiner. Pulsering har flera funktioner: hög toppeffekt kombinerat med lågt medelresultat i mindre ytuppvärmning och djupare penetration, lågfrekvent pulsering under 100 Hz kan medföra neurologiska rytmer och påverka biorytmer, mellanfrekvens från 100 Hz till 10 kHz kan modulera reaktiva syrearter och främja vävnadsreparation över 10 kH, medan sub10 cellulär vävnadseffekt kan produceras. intervallet GHz–THz har teoretisk relevans för resonanser i vatten och DNA.
Biologiska resonansfrekvenser och målstrukturer
Ultralåga frekvenser under 1 Hz är associerade med hjärnvågor, vaskulära vågor och andningsrytmer och kan påverka HRV och blodtrycksreglering. Låga frekvenser från 1 till 30 Hz täcker bland annat Schumann-resonansen på 7,83 Hz, som är förknippad med cellreparation och immunmodulering, samt 10 Hz, som motsvarar alfarytmer i hjärnan och är kopplat till fokus, neurorehabilitering och sårläkning. Betaintervallet runt 20 Hz kan påverka nervledning och vakenhet. Mellanfrekvenser inkluderar 40 Hz gammavågor som har starka bevis för neuroplasticitet och amyloidclearance, medan 100 Hz är kopplat till smärtreducering och djupare vävnadspenetration. Höga frekvenser från 1 kHz till MHz inkluderar bland annat 8 kHz med dokumenterad antiinflammatorisk och sårläkande effekt samt piezoelektriska effekter i kollagen runt 20–50 kHz. I intervallet GHz–THz finns hypotetiska kopplingar till DNA-torsion, proteinveckning och vattenstrukturer.
Resonansmått i biologiska system
Hud och keratinocyter svarar på resonanser vid 7,83 och 10 Hz. Kortikala hjärnområden är känsliga för 10 Hz och 40 Hz. Hjärtat kan påverkas av rytmer i intervallet 0,1–1 Hz och 10 Hz. Mitokondrier visar svar vid 10 Hz, 40 Hz och 1 kHz, medan kollagenstrukturer kan ha piezoelektriska svar vid 20–50 kHz. DNA och vatten visar teoretiska eller svagare bevis för resonanser i THz-området.
Biologiska frekvensområden och effekter
Ultralåga frekvenser (under 1 Hz)
-
0,1 Hz: Resonans med djupa hjärnvågor (delta) och vaskulära vågor. Kopplad till djup avslappning och blodtrycksreglering.
-
0,3 Hz: Baroreceptorsvar. Bidrar till att stabilisera blodtrycket.
-
0,5 Hz: Viktigt för andning och hjärtvariabilitet (HRV). Starka bevis för optimering av det autonoma nervsystemet.
Låga frekvenser (1–30 Hz)
-
1,96 Hz: Vestibulär resonans, relevant för balansorganen.
-
2,28 Hz (Nogier A): Förknippas med cellvitalitet och central grå substans.
-
4,56 Hz (Nogier B): Effekter på ämnesomsättning och humör, inklusive antidepressiva effekter.
-
7,83 Hz (Schumann-resonans): Starka bevis för cellreparation, stressreduktion och immunmodulering.
-
10 Hz: Sammanfaller med hjärnans alfarytmer. Används för att förbättra fokus, stimulera sårläkning och stödja neurorehabilitering.
-
20 Hz: Betavågor i hjärnan. Förknippas med vakenhet, vakenhet och nervledning.
Mellanfrekvenser (30 Hz – 1 kHz)
-
40 Hz (gammafrekvens): Starka bevis för neuroplasticitet, kognitivt stöd och amyloidclearance i hjärnan.
-
72,96 Hz (Nogier F): Indikationer för effekter på leder och skelett, samt intellektuell stimulering.
-
100 Hz: Väl dokumenterad för djupare vävnadspenetration och effektiv smärtreducering.
-
300 Hz: Mer begränsad dokumentation, möjlig stimulering av stamcellers bioenergetik.
-
1 kHz: Måttliga bevis för stöd till nervläkning och modulering av oxidativ stress.
Höga frekvenser (1 kHz – MHz)
-
8 kHz: Starka bevis för sårläkning och antiinflammatoriska effekter.
-
20–50 kHz: Indikationer på piezoelektriska effekter i kollagen och ben. Svag till måttlig bevis.
-
100 kHz – 1 MHz: Hypoteser om intracellulär signalering och membranresonans. Bevisen är för närvarande svag.
GHz–THz intervall
-
0,1–3 THz: Teoretiska kopplingar till vätebindningar i vatten, DNA-vridningssätt och proteinveckning.
-
2,4 THz: Föreslagen resonans i DNA-fosfatryggraden.
-
5–10 THz: Förmodade kopplingar till lipidmembrandynamik.
Evidensen i intervallet GHz–THz är svag till måttlig, huvudsakligen baserad på laboratoriestudier och teoretiska modeller.
Luci Phi i sitt sammanhang
En teknik som Luci Phi kan leverera ljus mellan 400 och 1060 nm med exakt kontroll över frekvenser från 0,1 Hz till 20 kHz, med möjlighet till expansion mot MHz. Med precision ner till 0,1 Hz och i vissa fall 0,01 Hz är det möjligt att matcha biologiska resonanser mer exakt. Detta möjliggör riktad stimulering av både makroorgan, celler, mitokondrier och molekylära processer.
Slutsats
Pulserande ljus möjliggör både djupare vävnadspenetration och riktad bioresonansstimulering. Genom att kombinera optimal våglängd och exakt frekvenskontroll kan terapeutiska effekter maximeras. Evidensunderlaget varierar från stark klinisk dokumentation för vissa frekvenser och våglängder till mer hypotetiska och teoretiska modeller i högfrekventa områden. PBM framstår därmed som ett tvärvetenskapligt fält som kopplar samman fysik, biofysik och klinisk praktik, med potential för skräddarsydd behandling baserad på resonansprinciper.
Vetenskapliga referenser
-
Hamblin MR, Demidova TN. Mekanismer för lågnivåljusterapi. Proc SPIE 6140, 614001 (2006).
-
Chung H et al. Muttrarna och bultarna för lågnivå laserterapi (ljus). Ann Biomed Eng. 2012;40(2):516–533.
-
Karu TI. Mitokondriella mekanismer för fotobiomodulering. Photomed Laser Surg. 2010;28(2):159–160.
-
Salehpour F et al. Transkraniell fotobiomodulationsterapi för kognitiv funktionsnedsättning: En systematisk översikt. Aging Res Rev. 2021;70:101388.
-
Huang YY et al. Bifasiskt dossvar vid lågnivåljusterapi. Dosrespons. 2009;7(4):358–383.
-
Naeser MA et al. Kognitiv prestation efter transkraniell rött/nära-infrarött ljusbehandlingar. J Neurotrauma. 2014;31(11):1008–1017.
-
Avci P et al. Lågnivå ljusterapi i huden: stimulerande, helande, återställande. Semin Cutan Med Surg. 2013;32(1):41–52.
-
Hashmi JT et al. Roll av pulsering och modulering i fotobiomodulering. Lasers Surg Med. 2010;42(6):450–466.
-
Wong-Riley MTT et al. Fotobiomodulering gynnar primära neuroner som är funktionellt inaktiverade av toxiner. J Biol Chem. 2005;280(6):4761–4771.
-
Sommer AP et al. Pulserande laserljus ökar tröskeln för fotoskada. J Biomed Opt. 2005;10(2):024016.
-
Tang J et al. Effekter av pulsad 810 nm laser på cellviabilitet och kväveoxidproduktion. Lasers Med Sci. 2017;32(7):1589–1596.
-
Schiffer F et al. Psykologiska fördelar efter behandling med nära infrarött ljus. Psychother Psychosom. 2009;78(2):117–122.
-
Mileva K et al. Pulsad lågnivå laserterapi på perifer nervregenerering. Lasers Med Sci. 2014;29(1):59–66.
-
Ueda Y et al. Pulsad nära-infraröd strålbehandling för kronisk smärta. Laser Ther. 2011;20(2):87–93.
-
Yaroslavsky AN et al. Optiska egenskaper hos mänsklig hud och slemhinnevävnader 400–2000 nm. J Biomed Opt. 2002;7(3):305–310.
-
Enwemeka CS et al. Lågeffektlasrar i vävnadsreparation och smärtkontroll: metaanalys. Photomed Laser Surg. 2004;22(4):323–329.
-
Pop FA. Om biofotonernas koherens. Makroskopisk kvantkoherens. World Scientific. 1998.
-
Fröhlich H. Långväga koherens och energilagring i biologiska system. Int J Quantum Chem. 1968;2(5):641–649.
-
Bókkon I et al. Fosfenfenomen: Ett nytt koncept. Med hypoteser. 2010;75(6):531–540.
-
Cosic I. Makromolekylär bioaktivitet: resonant interaktion mellan makromolekyler? IEEE Trans Biomed Eng. 1994;41(12):1101–1114.
-
Kurian P et al. Fröhlich kondenserar från myelinskidans biofotoner. Sci Rep. 2016;6:36508.
-
Pokorný J. Fysiska aspekter av biologisk aktivitet och cancer. AIP Conf Proc. 2012;1479(1):178–191.
