Відео дня
Людський мозок світиться: вчені пояснили дивне явище
Нові дослідження виявили, що мозок людини здатний випромінювати надзвичайно слабкі фотони світла внаслідок метаболічної активності. Це явище, відоме як ультраслабке фотонне випромінювання (УФЕ), фіксується спеціальними приладами та може слугувати індикатором фізіологічних і патологічних процесів у мозковій тканині.
Вчені досліджують можливість використання цих сигналів для неінвазивної діагностики за допомогою нової технології – фотоенцефалографії. Деталі розповіло видання PopularMechanics.
Що таке ультраслабке фотонне випромінювання
Дослідники з Університету Алгома (Онтаріо, Канада) під керівництвом Хейлі Кейсі довели, що мозок людини постійно випромінює крихітні кількості видимого світла. І хоча ми не можемо його побачити без спеціального обладнання, воно може стати ключем до нового способу неінвазивної діагностики.
На відміну від біолюмінесценції – наприклад, світіння глибоководних істот або грибів – УФЕ не базується на хімічних реакціях за участю люциферину. Це не фосфоресценція й не теплове випромінювання. УФЕ виникає внаслідок окислення: коли електрони в мозку деградують, вони втрачають енергію, яка вивільняється у вигляді фотонів. Таким чином, мозок постійно "світиться" у видимому спектрі – щоправда, це світіння надзвичайно слабке і потребує надчутливих фотодетекторів.
Фотоенцефалографія – новий інструмент для вивчення мозку
Команда Кейсі розробляє новий метод візуалізації – фотоенцефалографію, яка дозволяє пасивно реєструвати УФЕ, не впливаючи на активність мозку.
На відміну від МРТ або ПЕТ-сканування, новий метод є абсолютно неінвазивним і не провокує штучних змін у нейронній активності. Це дає змогу отримувати точніші дані про те, як мозок реагує на стимули в природному стані.
Під час дослідження учасники носили ЕЕГ-шапочку з електродами та фотопомножувачами – надчутливими приладами, здатними вловлювати найменші фотонні імпульси. Дослідники фокусувалися на лівій потиличній частці (візуальна обробка) та правій скроневій частці (музична й невербальна пам’ять), щоб визначити, чи відрізняються сигнали УФЕ від звичайного фонового шуму. І справді – сигнали мозку мали унікальну частотну характеристику.
Як мозок світиться в темряві
Під час експерименту добровольцям давали завдання, пов’язані з музикою та слуховою обробкою. Їх просили відкривати й закривати очі, слухати музику та виконувати прості команди в темряві. Всі ці дії мають чіткі електричні маркери активності мозку, які паралельно виявлялися й за допомогою УФЕ. Учені зафіксували, що інтенсивність фотонного випромінювання змінювалася залежно від типу завдання, а отримані сигнали точно збігалися з даними ЕЕГ.
Діагностика майбутнього
УФЕ тісно пов’язані з оксидативним метаболізмом, а отже – з процесами старіння, окисного стресу, нейродегенерації. Це відкриває потенційні шляхи для ранньої діагностики:
- зародження пухлин головного мозку;
- наслідки легких черепно-мозкових травм;
- токсичні ураження нервової тканини;
- екситотоксичні ураження нейронів.
Як наголошує Кейсі, фотоенцефалографія поки що перебуває на стадії досліджень, але вже зараз показує обнадійливі результати.
Методика, що не потребує ін’єкцій, магнітних полів чи контрастних речовин, може відкрити нові горизонти у вивченні мозку та неврологічних розладів. І хоча ми не бачимо цього світла, можливо, воно з часом стане головним джерелом знань про найскладніший орган людини.
Раніше OBOZ.UA розповідав, чому люди постійно прокидаються о 3 ночі і в яку пастку вони можуть потрапити.
Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.