Ο εγκέφαλος μας εκπέμπει «φως» και οι ερευνητές αναρωτιούνται το γιατί

Μπορεί να μην το αντιλαμβανόμαστε με γυμνό μάτι, αλλά το ανθρώπινο σώμα εκπέμπει «φως» και πιο συγκεκριμένα, ο ίδιος μας ο εγκέφαλος φαίνεται να λάμπει αθόρυβα μέσα στο κρανίο. Αυτό τουλάχιστον υποστηρίζει μια νέα επιστημονική μελέτη, που αναδεικνύει μια φαινομενικά «αόρατη» βιοφωτεινότητα, η οποία ενδέχεται να κρύβει πολύτιμες πληροφορίες για την κατάσταση του εγκεφάλου.

Η ιδέα ότι ο άνθρωπος μπορεί να εκπέμπει φως δεν είναι καινούργια. Από το 1923 κιόλας, έχουν καταγραφεί παρατηρήσεις που δείχνουν πως το ανθρώπινο σώμα παράγει φως σε συχνότητες που ανήκουν στο ορατό φάσμα, απλώς είναι τόσο αδύναμο που παραμένει αόρατο για τα μάτια μας. Αυτό το ασθενές φως ονομάζεται «βιοφωτόνια» και σχετίζεται με βασικές μεταβολικές λειτουργίες των κυττάρων.

Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Current Biology, μια ομάδα υπό την καθοδήγηση της βιολόγου Hayley Casey από το πανεπιστήμιο Algoma στον Καναδά επικεντρώθηκε στην εκπομπή αυτών των φωτονίων από τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Η έρευνά τους κατέγραψε με ιδιαίτερη ακρίβεια την ελάχιστη φωτεινότητα που προέρχεται από τον εγκέφαλο και έδειξε ότι αυτή μεταβάλλεται ανάλογα με τη δραστηριότητα του εγκεφάλου.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, τα ευρήματα αυτά ανοίγουν τον δρόμο για τη δημιουργία μιας νέας τεχνικής με την ονομασία «φωτοεγκεφαλογραφία» (photoencephalography), η οποία στο μέλλον θα μπορούσε να λειτουργεί ως διαγνωστικό εργαλείο για την κατάσταση του εγκεφάλου χωρίς να απαιτείται επεμβατική διαδικασία.

Κατά τη διάρκεια της μελέτης, οι συμμετέχοντες τοποθετήθηκαν σε ένα πλήρως σκοτεινό δωμάτιο. Στο κεφάλι τους φορούσαν ειδικό καπέλο EEG για την παρακολούθηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου τους, ενώ γύρω τους υπήρχαν φωτοπολλαπλασιαστικοί σωλήνες, εξαιρετικά ευαίσθητα όργανα που ανιχνεύουν ακόμα και την παραμικρή εκπομπή φωτός. Οι συμμετέχοντες καταγράφηκαν σε κατάσταση ηρεμίας, αλλά και κατά την εκτέλεση ακουστικών ασκήσεων, ώστε να διαπιστωθεί αν η εγκεφαλική δραστηριότητα επηρεάζει τα επίπεδα των βιοφωτονίων.

Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά: όχι μόνο επιβεβαιώθηκε η ύπαρξη αυτών των φωτονίων που προέρχονται από τον εγκέφαλο, αλλά διαπιστώθηκε και σαφής συσχέτιση μεταξύ των εκπομπών φωτός και των κυμάτων εγκεφαλικής δραστηριότητας που καταγράφηκαν από το EEG. Δηλαδή, ο εγκέφαλος φαίνεται να «λάμπει» περισσότερο ή λιγότερο, ανάλογα με το τι κάνει.

Οι βιοφωτονικές εκπομπές αυτές είναι διαφορετικές από τη θερμική ακτινοβολία που εκπέμπει κάθε σώμα με θερμοκρασία πάνω από το απόλυτο μηδέν. Αντιθέτως, προκύπτουν από τη χαλάρωση ηλεκτρονίων κατά τη διάρκεια κυτταρικών αντιδράσεων – ένα φυσιολογικό υποπροϊόν του μεταβολισμού. Το φως που παράγεται έχει μήκος κύματος κοντά ή εντός του ορατού φάσματος, καθιστώντας το δυνητικά ανιχνεύσιμο με την κατάλληλη τεχνολογία.

Η μελέτη εστιάζει σε δύο βασικές προκλήσεις: πρώτον, στην ανάγκη να διαχωριστούν οι εκπομπές φωτονίων του εγκεφάλου από άλλες πηγές περιβαλλοντικής ακτινοβολίας, και δεύτερον, στην ερμηνεία των μοτίβων αυτών των εκπομπών υπό διαφορετικές εγκεφαλικές καταστάσεις. Οι ερευνητές υποστηρίζουν πως μελλοντικές μελέτες μπορούν να εμβαθύνουν περαιτέρω στο πώς συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου συμβάλλουν στις συνολικές εκπομπές φωτός, αλλά και στο εάν κάθε άτομο διαθέτει ένα μοναδικό «φωτονικό αποτύπωμα» που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως σημείο αναφοράς για την ανίχνευση παθολογικών αλλαγών.

Όπως αναφέρουν χαρακτηριστικά:

Αντιμετωπίζουμε τα αποτελέσματα ως απόδειξη της δυνατότητας να διακρίνουμε τα πρότυπα φωτονίων που προέρχονται από τον ανθρώπινο εγκέφαλο, ακόμα και σε σκοτεινές συνθήκες και παρά τη χαμηλή ένταση του σήματος.

Το επόμενο βήμα, σύμφωνα με τους ίδιους, είναι η ανάπτυξη φίλτρων και ενισχυτών που θα επιτρέπουν την απομόνωση και την ενίσχυση αυτών των φωτονικών σημάτων, με στόχο να διαχωρίζεται η δραστηριότητα υγιών και ασθενών εγκεφάλων. Αν επιβεβαιωθεί η αξιοπιστία της μεθόδου, η φωτοεγκεφαλογραφία ενδέχεται να γίνει ένα νέο εργαλείο στην κατανόηση – και ίσως τη διάγνωση – νευρολογικών παθήσεων, χωρίς την ανάγκη ακτινοβολίας ή τομών.

[via]