Brief and localized pulsed transcranial photobiomodulation cumulatively increases EEG power across the brain in healthy young adults
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Objectives Transcranial photobiomodulation (tPBM) modulates cortical activity, but how specific stimulation parameters shape the electrophysiological response remains unclear. We tested whether pulsed forehead tPBM produces frequency band-specific EEG changes, whether pulsation frequency entrains endogenous oscillations, and whether wavelength, pulsation frequency, irradiance, sex, and skin tone significantly modulate the response. Materials and Methods Forty-six healthy young adults (24M/22F, 20-32 years) each completed four 12-minute EEG recordings (256-channel; PRE-DURING-POST, 4 min each) with pulsed NIR light delivered to the right forehead. The parameter space included two wavelengths (808 nm, 1064 nm), two pulsation frequencies (10 Hz, 40 Hz), and three irradiances (100, 150, 200 mW/cm 2 ). Forehead skin tone (ITA) and sex were included as biological moderators. EEG band power (delta through gamma) was expressed as percent change from a pre-stimulus baseline. Spatiotemporal cluster-based permutation tests (10,000 permutations, FWER alpha=0.05) identified significant electrode clusters. Linear mixed-effects models with backward elimination and FDR correction (q=0.05) quantified parameter and biological contributions. Results tPBM produced bilateral, bidirectional EEG changes: frontal gamma enhancement and posterior theta, alpha, and beta suppression, emerging gradually during stimulation and persisting post-stimulation. Wavelength qualitatively shaped the response: 808 nm drove broadband posterior suppression while 1064 nm selectively enhanced frontal gamma. Contrary to entrainment predictions, 10 Hz pulsation produced significantly larger gamma increases and theta reductions than 40 Hz. Sex was the most consistent biological modulator: females showed greater alpha suppression during stimulation and males showed greater posterior beta and gamma suppression. Irradiance and skin tone were not significant. Conclusions Pulsed forehead tPBM produces robust, parameter-dependent EEG changes that are not consistent with neural entrainment. Wavelength determines the character of the cortical response, pulsation frequency modulates its magnitude, potentially through photobiological rather than oscillatory mechanisms, and sex is a significant biological moderator. These findings contribute toward a human-specific foundation for informing optical tPBM parameter selection.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».