Человеческий мозг светится: ученые объяснили странное явление
Новые исследования показали, что мозг человека способен излучать чрезвычайно слабые фотоны света вследствие метаболической активности. Это явление, известное как ультраслабое фотонное излучение (УФЕ), фиксируется специальными приборами и может служить индикатором физиологических и патологических процессов в мозговой ткани.
Ученые исследуют возможность использования этих сигналов для неинвазивной диагностики с помощью новой технологии – фотоэнцефалографии. Детали рассказало издание PopularMechanics.
Что такое ультраслабое фотонное излучение
Исследователи из Университета Алгома (Онтарио, Канада) под руководством Хейли Кейси доказали, что мозг человека постоянно излучает крошечные количества видимого света. И хотя мы не можем его увидеть без специального оборудования, оно может стать ключом к новому способу неинвазивной диагностики.
В отличие от биолюминесценции – например, свечения глубоководных существ или грибов – УФЭ не базируется на химических реакциях с участием люциферина. Это не фосфоресценция и не тепловое излучение. УФЭ возникает вследствие окисления: когда электроны в мозге деградируют, они теряют энергию, которая высвобождается в виде фотонов. Таким образом, мозг постоянно "светится" в видимом спектре – правда, это свечение чрезвычайно слабое и требует сверхчувствительных фотодетекторов.
Фотоэнцефалография – новый инструмент для изучения мозга
Команда Кейси разрабатывает новый метод визуализации – фотоэнцефалографию, которая позволяет пассивно регистрировать УФЭ, не влияя на активность мозга.
В отличие от МРТ или ПЭТ-сканирования, новый метод является абсолютно неинвазивным и не провоцирует искусственных изменений в нейронной активности. Это позволяет получать более точные данные о том, как мозг реагирует на стимулы в естественном состоянии.
Во время исследования участники носили ЭЭГ-шапочку с электродами и фотоумножителями – сверхчувствительными приборами, способными улавливать малейшие фотонные импульсы. Исследователи фокусировались на левой затылочной доле (визуальная обработка) и правой височной доле (музыкальная и невербальная память), чтобы определить, отличаются ли сигналы УФЭ от обычного фонового шума. И действительно – сигналы мозга имели уникальную частотную характеристику.
Как мозг светится в темноте
Во время эксперимента добровольцам давали задания, связанные с музыкой и слуховой обработкой. Их просили открывать и закрывать глаза, слушать музыку и выполнять простые команды в темноте. Все эти действия имеют четкие электрические маркеры активности мозга, которые параллельно выявлялись и с помощью УФЭ. Ученые зафиксировали, что интенсивность фотонного излучения менялась в зависимости от типа задачи, а полученные сигналы точно совпадали с данными ЭЭГ.
Диагностика будущего
УФЭ тесно связаны с оксидативным метаболизмом, а следовательно – с процессами старения, окислительного стресса, нейродегенерации. Это открывает потенциальные пути для ранней диагностики:
- зарождения опухолей головного мозга,
- последствия легких черепно-мозговых травм,
- токсические поражения нервной ткани,
- экситотоксические поражения нейронов.
Как отмечает Кейси, фотоэнцефалография пока находится на стадии исследований, но уже сейчас показывает обнадеживающие результаты.
Методика, не требующая инъекций, магнитных полей или контрастных веществ, может открыть новые горизонты в изучении мозга и неврологических расстройств. И хотя мы не видим этого света, возможно, он со временем станет главным источником знаний о самом сложном органе человека.
Ранее OBOZ.UA рассказывал, почему люди постоянно просыпаются в 3 ночи и в какую ловушку они могут попасть.
Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.