Hanli Liu, profesor de bioingeniería en la Universidad de Texas en Arlington, trabaja para mejorar la memoria y la función cognitiva de los astronautas durante las misiones espaciales al dirigir la luz hacia sus cerebros.

Liu es co-investigador principal en un $ 800, 000 beca de la NASA con Jacek Dmochowski, profesor asistente de bioingeniería en City University of New York, que ofrecerá una tecnología basada en la luz para aumentar la energía disponible para las células cerebrales y mejorar el rendimiento de los astronautas. La participación de UTA en la subvención es de $ 321, 608 durante dos años.

Liu investiga cómo usar láseres para enviar luz infrarroja cercana al cerebro humano para detectar lesiones cerebrales traumáticas y síntomas del trastorno de estrés postraumático. Su trabajo reciente se ha ampliado para investigar el principio neurofisiológico de la entrega no invasiva de luz láser infrarroja cercana para mejorar la cognición humana. Esta investigación ha permitido comprender cómo la luz puede estimular las mitocondrias, que son las centrales eléctricas dentro de las células, en la creación de más oxígeno en el cerebro para aumentar el metabolismo cerebral y mitigar la pérdida de memoria.

Con la nueva subvención, Liu investigará si los diodos emisores de luz, o LED, puede reemplazar los láseres como método de suministro de luz infrarroja cercana. Específicamente, encontrará el rango de longitud de onda y la duración necesarios para producir los efectos deseados.

En general, Los láseres son pesados ​​y voluminosos y ocuparían demasiado espacio en los espacios reducidos de una nave espacial o una estación espacial. Los LED son más livianos y más pequeños y se pueden conectar a una diadema o dispositivo similar para guardarlos más fácilmente. También, la luz emitida por LED es más segura para los ojos humanos que la luz de los láseres.

La luz LED en el rango rojo e infrarrojo cercano ya se usa ampliamente para aliviar el dolor y tratar el acné. aunque pocos investigadores han investigado rigurosamente su viabilidad y limitación para impulsar y estimular el metabolismo cerebral.

"Los investigadores tienen evidencia de que la memoria se puede mejorar justo después de iluminar áreas específicas del cerebro humano durante ocho a 10 minutos, ", Dijo Liu." Estamos tratando de demostrar que si podemos aumentar la potencia en los LED dentro de niveles seguros, podemos hacer que la luz LED llegue a la corteza, como un láser pero mas seguro, menor, más fácil y portátil de usar ".

La investigación de Liu es un ejemplo de la salud y la condición humana y el descubrimiento basado en datos, dos temas del Plan Estratégico 2020 de UTA:Soluciones audaces | Impacto global, dijo Michael Cho, presidente del Departamento de Bioingeniería.

"Es difícil lidiar con la presión en el lugar de trabajo en la Tierra, pero agregar los factores estresantes de un entorno como el espacio puede tener efectos negativos e impactos en el rendimiento y la memoria, "Cho dijo." Dr. La investigación de Liu ha logrado importantes avances en esta área, y si tiene éxito, su trabajo en esta nueva subvención podría ser un componente crucial de la exploración espacial de larga duración ".

La investigación y el desarrollo recientes basados ​​en tecnología de Liu están relacionados con estimulaciones cerebrales infrarrojas transcraneales no invasivas, o TIBS, En 2016, dirigió un equipo que publicó una investigación innovadora en Nature's Scientific Reports que explicaba el principio subyacente de TIBS, seguido de otro artículo de alto impacto en el Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. Esta publicación ha proporcionado la primera demostración de que TIBS puede mejorar significativamente la actividad metabólica, flujo sanguíneo y oxigenación sanguínea en el cerebro humano.

También se asoció con Alexa Smith-Osborne, un profesor asociado jubilado de trabajo social de la UTA, y utilizó espectroscopia funcional de infrarrojo cercano para mapear las respuestas de la actividad cerebral durante el desempeño de tareas cognitivas relacionadas con el aprendizaje de dígitos y la recuperación de la memoria. Este método de mapeo óptico permite a los científicos neuronales y / o médicos "ver" dónde falla la memoria dentro del cerebro entre los estudiantes veteranos con trastorno de estrés postraumático.