光生物调节（PBM）是一种增强认知功能的非侵入性策略，但刺激频率的影响尚不明确。我们对成年大鼠的前额皮质分别施加了5 Hz和40 Hz的脉冲式810 nm光PBM，并对老年大鼠施加了40 Hz的PBM。在年轻成年大鼠中，两种刺激频率均能增强认知灵活性；在老年大鼠中，40 Hz的PBM可提高学习速度。在脑部变化方面，我们研究了细胞色素c氧化酶（CCO）活性、c-Fos表达和蛋白水平。我们观察到，在成年大鼠中，40 Hz的刺激频率可降低前额皮质的CCO活性，并增加前额皮质的c-Fos表达。在年轻大鼠中，5 Hz的PBM可降低海马中pERK的表达和前额皮质中p38的表达，同时调节这些区域的白细胞介素和细胞因子水平。此外，5 Hz 光生物调节 (PBM) 上调了前额叶皮层和海马中突触蛋白-I (Synapsin-I) 的表达，并选择性地提高了海马中 PSD-95 的水平，突显了其在突触可塑性和记忆巩固中的作用。
值得注意的是，5 Hz 光生物调节还提高了这两个区域中 GFAP 的表达，并选择性地上调了 NF-κB 的表达。40 Hz PBM 降低了海马中 pERK 的表达和前额叶皮层中 p38 的表达，并调节了这些区域中的白细胞介素和细胞因子。此外，40 Hz 光生物调节提高了海马中 p38 的表达，并降低了前额叶皮层中 p53 和 BAX 的水平。同样，40 Hz 光生物调节也上调了这两个区域中的突触蛋白-I (Synapsin-I) 的表达，并提高了前额叶皮层和海马中 PSD-95 的表达。与 5 Hz 光生物调节类似，40 Hz 光生物调节也提高了这两个区域中 GFAP 的表达。在老年大鼠中，光生物调节（PBM）降低了前额叶皮层和海马中的Iba-1水平，增强了前额叶皮层中的NeuN水平，并降低了海马中的p38和BCL-2水平。总的来说，这些结果表明，神经炎症、突触可塑性和细胞凋亡均存在频率依赖性调节，同时突显了40 Hz PBM对老年受试者的有益作用，支持将PBM作为一种靶向改善全生命周期认知功能的方法。
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