Pulset rødt og nær-infrarødt lys (PBM) – Fysikk, biologi og resonansfrekvenser

Pulset lys, biologiske resonansfrekvenser og vevsspesifikke interaksjoner
Integrert fagrapport basert på optisk fysikk, biofysikk, fotobiologi og resonansmedisin

Innledning
Pulset lys i det røde og nær-infrarøde spekteret (PBM – Photobiomodulation) har gjennom flere tiår blitt dokumentert for å ha dype biologiske effekter. Når lys pulseres ved bestemte frekvenser, kan det samvirke med kroppens egne elektromagnetiske resonanser – fra helkroppsnivå (hjernesvingninger, hjerterytme, Schumann-resonans) til molekylært nivå (DNA-vibrasjoner, enzymaktiviteter, vannstrukturer). To hovedprinsipper ligger bak: optisk penetrasjon – hvordan bølgelengde, pulsfrekvens, toppeffekt og pulsbreddemodulasjon påvirker hvor dypt fotoner når inn i biologisk vev, og resonant interaksjon – hvordan lys- eller feltmodulasjon ved spesifikke frekvenser kan trigge resonans i biologiske systemer og dermed forsterke signaltransduksjon.

Fysikken bak pulset lys og vevspenetrasjon
Rødt lys i området 600–700 nm er velegnet for hud, slimhinner og overflatenære blodkar med typisk penetrasjon på 1–5 mm. Nær-infrarødt lys (700–1100 nm) absorberes minimalt i vann og hemoglobin og kan trenge flere centimeter inn i vev som muskel, ledd og hjerne. Mid-infrarødt lys (1100 nm–20 μm) absorberes sterkere i vann og gir hovedsakelig termiske effekter i overflaten. THz-området (0.1–10 THz) har høy vannabsorpsjon, men kan samtidig samvirke med molekylære vibrasjoner i DNA og proteiner. Pulsering har flere funksjoner: høy topp-effekt kombinert med lavt gjennomsnitt gir mindre overflateoppvarming og dypere penetrasjon, lavfrekvent pulsing under 100 Hz kan entrain’e nevrologiske rytmer og påvirke biorytmer, mellomfrekvens fra 100 Hz til 10 kHz kan modulere reaktive oksygenarter og fremme vevsreparasjon, høyfrekvens over 10 kHz kan gi subcellulære effekter, mens GHz–THz-området har teoretisk relevans for resonanser i vann og DNA.

Biologiske resonansfrekvenser og målstrukturer
Ultralave frekvenser under 1 Hz er forbundet med hjernebølger, vaskulære bølger og respirasjonsrytmer, og kan påvirke HRV og blodtrykksregulering. Lave frekvenser fra 1 til 30 Hz dekker blant annet Schumann-resonansen på 7.83 Hz som assosieres med cellereparasjon og immunmodulasjon, samt 10 Hz som tilsvarer alfarytmer i hjernen og er knyttet til fokus, nevrorehabilitering og sårheling. Betaområdet rundt 20 Hz kan påvirke nerveledning og alertness. Mellomfrekvenser inkluderer 40 Hz gamma-bølger som har sterk evidens for nevroplastisitet og amyloid-clearance, mens 100 Hz er koblet til smertereduksjon og dypere vevspenetrasjon. Høyfrekvenser fra 1 kHz til MHz inkluderer blant annet 8 kHz med dokumentert antiinflammatorisk og sårhelende effekt, samt piezoelektriske effekter i kollagen rundt 20–50 kHz. I GHz–THz-området finnes hypotetiske koblinger til DNA-torsjon, proteinfolding og vannstrukturer.

Resonansmål i biologiske systemer
Hud og keratinocytter responderer på resonanser ved 7.83 og 10 Hz. Kortikale hjerneområder er følsomme for 10 Hz og 40 Hz. Hjertet kan påvirkes av rytmer i området 0.1–1 Hz og 10 Hz. Mitokondrier viser respons på 10 Hz, 40 Hz og 1 kHz, mens kollagenstrukturer kan ha piezoelektriske responser ved 20–50 kHz. DNA og vann viser teoretiske eller svakere evidens for resonanser i THz-området.

 

Biologiske frekvensområder og effekter

Ultralave frekvenser (under 1 Hz)

• 0.1 Hz: Resonans med dype hjernebølger (delta) og vaskulære bølger. Knyttet til dyp avslapning og blodtrykksregulering.

• 0.3 Hz: Baroreseptor-respons. Bidrar til stabilisering av blodtrykk.

• 0.5 Hz: Viktig for respirasjon og hjertevariabilitet (HRV). Sterk evidens for optimalisering av det autonome nervesystemet.

Lave frekvenser (1–30 Hz)

• 1.96 Hz: Vestibulær resonans, relevant for balanseorganene.

• 2.28 Hz (Nogier A): Assosiert med cellevitalitet og sentral grå substans.

• 4.56 Hz (Nogier B): Effekter på metabolisme og humør, inkludert antidepressiv virkning.

• 7.83 Hz (Schumann-resonans): Sterk evidens for cellereparasjon, stressreduksjon og immunmodulering.

• 10 Hz: Sammenfaller med hjernens alfarytmer. Brukt til å forbedre fokus, stimulere sårheling og støtte nevrorehabilitering.

• 20 Hz: Beta-bølger i hjernen. Forbundet med alertness, våkenhet og nerveledning.

Mellomfrekvenser (30 Hz – 1 kHz)

• 40 Hz (gammafrekvens): Sterk evidens for nevroplastisitet, kognitiv støtte og amyloid-clearance i hjernen.

• 72.96 Hz (Nogier F): Indikasjoner på påvirkning av ledd og bein, samt intellektuell stimulering.

• 100 Hz: Godt dokumentert for dypere vevspenetrasjon og effektiv smertereduksjon.

• 300 Hz: Mer begrenset dokumentasjon, mulig stimulering av stamcellers bioenergetikk.

• 1 kHz: Moderat evidens for støtte til nerveheling og modulering av oksidativt stress.

Høyfrekvenser (1 kHz – MHz)

• 8 kHz: Sterk evidens for sårheling og anti-inflammatoriske effekter.

• 20–50 kHz: Indikasjoner på piezoelektriske effekter i kollagen og ben. Svak til moderat evidens.

• 100 kHz – 1 MHz: Hypoteser om intracellulær signalering og membranresonans. Evidensen er foreløpig svak.

GHz–THz-området

• 0.1–3 THz: Teoretiske koblinger til hydrogenbindinger i vann, DNA-torsjonsmodi og proteinfolding.

• 2.4 THz: Foreslått resonans i DNA-fosfatskjelettet.

• 5–10 THz: Antatte koblinger til lipidmembran-dynamikk.
  Evidensen i GHz–THz-området er svak til moderat, hovedsakelig basert på laboratoriestudier og teoretiske modeller.