Hanli Liu, een professor in bio-engineering aan de Universiteit van Texas in Arlington, werkt aan het verbeteren van het geheugen en de cognitieve functie van astronauten tijdens ruimtemissies door licht op hun hersenen te richten.

Liu is co-hoofdonderzoeker op een $800, 000 NASA-beurs met Jacek Dmochowski, assistent-professor bio-engineering aan de City University van New York, die een op licht gebaseerde technologie zal leveren om de energie die beschikbaar is voor hersencellen te vergroten en de prestaties van astronauten te verbeteren. UTA's aandeel in de subsidie ​​is $ 321, 608 voor twee jaar.

Liu onderzoekt hoe lasers kunnen worden gebruikt om nabij-infrarood licht aan het menselijk brein te leveren om traumatisch hersenletsel en symptomen van posttraumatische stressstoornis te detecteren. Haar recente werk is uitgebreid om het neurofysiologische principe van niet-invasieve levering van nabij-infrarood laserlicht te onderzoeken om de menselijke cognitie te verbeteren. Dit onderzoek heeft geleid tot inzicht in hoe licht mitochondriën kan stimuleren, die de krachtpatsers in cellen zijn, in het creëren van meer zuurstof in de hersenen om het cerebrale metabolisme te verhogen en geheugenverlies te verminderen.

Met de nieuwe subsidie Liu gaat onderzoeken of light-emitting diodes, of LED, kan lasers vervangen als leveringsmethode voor nabij-infrarood licht. specifiek, ze zal het golflengtebereik en de duur vinden die nodig zijn om de gewenste effecten te produceren.

In het algemeen, lasers zijn zwaar en omvangrijk en zouden te veel ruimte innemen in de krappe vertrekken van een ruimtevaartuig of ruimtestation. LED's zijn lichter en kleiner en kunnen gemakkelijker aan een hoofdband of soortgelijk apparaat worden bevestigd. Ook, licht van LED is veiliger voor het menselijk oog dan licht van lasers.

LED-licht in het rode en nabij-infraroodbereik wordt al wijdverbreid gebruikt voor het verlichten van pijn en het behandelen van acne, hoewel maar weinig onderzoekers de haalbaarheid en beperking ervan voor het stimuleren en stimuleren van het hersenmetabolisme grondig hebben onderzocht.

"Onderzoekers hebben bewijs dat het geheugen kan worden verbeterd direct nadat ze acht tot tien minuten licht hebben laten schijnen op specifieke delen van het menselijk brein. " zei Liu. "We proberen aan te tonen dat als we het vermogen in LED's binnen veilige niveaus kunnen verhogen, we kunnen LED-licht de cortex laten bereiken, net als een laser, maar veiliger, kleiner, gemakkelijker en draagbaarder te gebruiken."

Liu's onderzoek is een voorbeeld van gezondheid en de menselijke conditie en datagedreven ontdekking, twee thema's van UTA's Strategisch Plan 2020:Bold Solutions | Wereldwijde impact, zei Michael Cho, voorzitter van de afdeling Bio-engineering.

"De werkdruk is op aarde moeilijk om mee om te gaan, maar het toevoegen van de stressoren van een omgeving zoals de ruimte kan negatieve effecten hebben en gevolgen hebben voor de prestaties en het geheugen, ' zei Cho. 'Dr. Liu's onderzoek heeft belangrijke stappen gezet op dit gebied, en als het haar lukt, haar werk aan deze nieuwe subsidie ​​zou een cruciaal onderdeel kunnen zijn van langdurige verkenning van de ruimte."

Liu's recente, op technologie gebaseerde onderzoek en ontwikkeling heeft betrekking op niet-invasieve transcraniële infrarode hersenstimulaties, of TIBS, in 2016, ze leidde een team dat baanbrekend onderzoek publiceerde in Nature's Scientific Reports waarin het onderliggende principe van TIBS werd uitgelegd, gevolgd door een ander high-impact artikel in de Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. Deze publicatie heeft voor het eerst aangetoond dat TIBS de metabolische activiteit aanzienlijk kan verbeteren, bloedstroom en bloedoxygenatie in het menselijk brein.

Ze werkte ook samen met Alexa Smith-Osborne, een gepensioneerd UTA universitair hoofddocent maatschappelijk werk, en gebruikte functionele nabij-infraroodspectroscopie om hersenactiviteitsreacties in kaart te brengen tijdens cognitieve taakprestaties met betrekking tot het leren van cijfers en het opnieuw testen van geheugen. Met deze optische kaartmethode kunnen neurale wetenschappers en/of clinici "zien" waar het geheugen in de hersenen faalt bij studentenveteranen met een posttraumatische stressstoornis.