Мы — не просто тела. Мы — маяки. Свет разума проходит сквозь череп, даже когда мы молчим
NewsMakerОказывается, наш мозг умеет излучать фотоны… и кому же это выгодно?
Жизнь на нашей планете протекает в изобилии света — солнечное излучение питает экосистемы, регулирует биологические часы и согревает поверхность. Однако живые организмы способны создавать свет не только за счёт внешних источников. Существуют внутренние, гораздо менее заметные процессы, благодаря которым даже человеческое тело излучает слабое сияние. Это явление получило название ультраслабых фотонных эмиссий (Ultraweak Photon Emissions, UPE) — речь идёт о спонтанном излучении единичных световых квантов , возникающем в результате биохимических реакций в клетках.
Такие фотоны крайне слабы, но, тем не менее, реальны. До недавнего времени их удавалось фиксировать лишь в лабораторных образцах — например, в нейронах, выращенных в чашке Петри. Однако в новой работе исследователи из Канады впервые зарегистрировали этот тип свечения, исходящий от человеческого мозга , — причём не инвазивно, а через череп.
В эксперименте приняли участие 20 добровольцев. Каждый из них находился в полностью затемнённом помещении, на голове — колпак с электродами ЭЭГ для измерения электрической активности. Вокруг размещались чувствительные фотонные детекторы — специально усиленные трубки, способные регистрировать отдельные фотоны. Приборы были направлены на затылочные доли (зона обработки зрительной информации) и височные участки, отвечающие за слуховое восприятие. Дополнительно в комнате располагались контрольные сенсоры, направленные в сторону от испытуемых, чтобы отделить реальные сигналы от фона.
Первый вывод был однозначен: из головы действительно выходят фотоны. Их наличие не зависело от помех, не было случайностью или шумом. Это стабильное явление, отличимое от общего уровня освещённости в помещении.
Следующий шаг состоял в проверке гипотезы: зависит ли интенсивность свечения от умственной нагрузки. Теоретически, чем выше энергетические затраты, тем больше световых квантов должно выделяться — ведь метаболическая активность возрастает. Подобное наблюдается в изолированных клетках: при стимуляции нейронов количество фотонов увеличивается.
Но при переходе к целому организму всё оказалось сложнее. Исследователи не зафиксировали чёткой зависимости между всплесками электрической активности в ЭЭГ и усилением фотонного потока на соответствующем участке. То есть, если, например, возрастала нагрузка на затылочную зону при визуальных задачах, это не сопровождалось ростом света в этой области. Вероятно, как предполагает автор исследования Нироша Муруган, часть испускаемых частиц могла быть поглощена, рассеяна или даже использована самой нейронной тканью.
Однако один закономерный эффект всё же был зафиксирован: характер свечения изменялся в момент переключения между когнитивными задачами. Например, когда участники открывали или закрывали глаза, структура сигнала смещалась — пусть и без прямой привязки к определённой доле коры. Это может говорить о связи между типом умственной деятельности и формой биофотонных потоков, даже если прямая корреляция с интенсивностью пока не прослеживается.
Само происхождение этих световых импульсов, по современным представлениям, связано с энергетическим обменом: при участии кислорода в митохондриях возникают молекулы с возбуждёнными электронами. При возвращении этих электронов в стабильное состояние выделяются фотоны — процесс, известный как радиационный спад. Его можно наблюдать и в растениях, и в тканях животных — но человеческий мозг, как самый энергозатратный орган, должен был бы быть одним из самых ярких источников этого света.
Подобные предположения существуют уже почти сто лет. Ещё в 1923 году биофизик Александр Гурвич показал, что рост луковичных корней может тормозиться, если между ними поместить непрозрачный барьер — тем самым он предположил, что свет играет роль в передаче биологической информации. В последние десятилетия накопились дополнительные свидетельства: биофотоны, возможно, участвуют в внутриклеточной или даже межклеточной коммуникации.
Может ли это касаться и головного мозга? Чтобы ответить на вопрос, насколько далеко фотоны способны распространяться в биологической среде, группа Муруган планирует использовать более точные сенсорные решётки, чтобы локализовать источники свечения внутри различных отделов. Параллельно исследователи из Университета Рочестера разрабатывают нанозонды, которые должны показать, могут ли нервные волокна передавать такие сигналы как канал связи.
Пока на многие вопросы нет ответов. Участвовавший в обсуждении Майкл Грэмлик из Университета Оуберна (США), не принимавший участия в эксперименте, считает, что предстоит ещё разобраться, являются ли биофотоны активным компонентом когнитивной функции, или же они лишь побочный эффект, сопровождающий обычную нейронную активность .
Как бы то ни было, новая методика — которую авторы назвали фотоэнцефалографией — может получить широкое применение. Даже если биофотоны не участвуют в мышлении напрямую, их измерение может стать новым способом отслеживания состояний мозга — безопасным и неинвазивным. Исследователи полагают, что подобные технологии будут активно развиваться в ближайшие десятилетия — и, возможно, изменят представления о том, как мозг не только работает, но и светится.
Такие фотоны крайне слабы, но, тем не менее, реальны. До недавнего времени их удавалось фиксировать лишь в лабораторных образцах — например, в нейронах, выращенных в чашке Петри. Однако в новой работе исследователи из Канады впервые зарегистрировали этот тип свечения, исходящий от человеческого мозга , — причём не инвазивно, а через череп.
В эксперименте приняли участие 20 добровольцев. Каждый из них находился в полностью затемнённом помещении, на голове — колпак с электродами ЭЭГ для измерения электрической активности. Вокруг размещались чувствительные фотонные детекторы — специально усиленные трубки, способные регистрировать отдельные фотоны. Приборы были направлены на затылочные доли (зона обработки зрительной информации) и височные участки, отвечающие за слуховое восприятие. Дополнительно в комнате располагались контрольные сенсоры, направленные в сторону от испытуемых, чтобы отделить реальные сигналы от фона.
Первый вывод был однозначен: из головы действительно выходят фотоны. Их наличие не зависело от помех, не было случайностью или шумом. Это стабильное явление, отличимое от общего уровня освещённости в помещении.
Следующий шаг состоял в проверке гипотезы: зависит ли интенсивность свечения от умственной нагрузки. Теоретически, чем выше энергетические затраты, тем больше световых квантов должно выделяться — ведь метаболическая активность возрастает. Подобное наблюдается в изолированных клетках: при стимуляции нейронов количество фотонов увеличивается.
Но при переходе к целому организму всё оказалось сложнее. Исследователи не зафиксировали чёткой зависимости между всплесками электрической активности в ЭЭГ и усилением фотонного потока на соответствующем участке. То есть, если, например, возрастала нагрузка на затылочную зону при визуальных задачах, это не сопровождалось ростом света в этой области. Вероятно, как предполагает автор исследования Нироша Муруган, часть испускаемых частиц могла быть поглощена, рассеяна или даже использована самой нейронной тканью.
Однако один закономерный эффект всё же был зафиксирован: характер свечения изменялся в момент переключения между когнитивными задачами. Например, когда участники открывали или закрывали глаза, структура сигнала смещалась — пусть и без прямой привязки к определённой доле коры. Это может говорить о связи между типом умственной деятельности и формой биофотонных потоков, даже если прямая корреляция с интенсивностью пока не прослеживается.
Само происхождение этих световых импульсов, по современным представлениям, связано с энергетическим обменом: при участии кислорода в митохондриях возникают молекулы с возбуждёнными электронами. При возвращении этих электронов в стабильное состояние выделяются фотоны — процесс, известный как радиационный спад. Его можно наблюдать и в растениях, и в тканях животных — но человеческий мозг, как самый энергозатратный орган, должен был бы быть одним из самых ярких источников этого света.
Подобные предположения существуют уже почти сто лет. Ещё в 1923 году биофизик Александр Гурвич показал, что рост луковичных корней может тормозиться, если между ними поместить непрозрачный барьер — тем самым он предположил, что свет играет роль в передаче биологической информации. В последние десятилетия накопились дополнительные свидетельства: биофотоны, возможно, участвуют в внутриклеточной или даже межклеточной коммуникации.
Может ли это касаться и головного мозга? Чтобы ответить на вопрос, насколько далеко фотоны способны распространяться в биологической среде, группа Муруган планирует использовать более точные сенсорные решётки, чтобы локализовать источники свечения внутри различных отделов. Параллельно исследователи из Университета Рочестера разрабатывают нанозонды, которые должны показать, могут ли нервные волокна передавать такие сигналы как канал связи.
Пока на многие вопросы нет ответов. Участвовавший в обсуждении Майкл Грэмлик из Университета Оуберна (США), не принимавший участия в эксперименте, считает, что предстоит ещё разобраться, являются ли биофотоны активным компонентом когнитивной функции, или же они лишь побочный эффект, сопровождающий обычную нейронную активность .
Как бы то ни было, новая методика — которую авторы назвали фотоэнцефалографией — может получить широкое применение. Даже если биофотоны не участвуют в мышлении напрямую, их измерение может стать новым способом отслеживания состояний мозга — безопасным и неинвазивным. Исследователи полагают, что подобные технологии будут активно развиваться в ближайшие десятилетия — и, возможно, изменят представления о том, как мозг не только работает, но и светится.