211service.com
Biofotoners förbryllande roll i hjärnan
Under de senaste åren har en växande mängd bevis visar att fotoner spelar en viktig roll i cellers grundläggande funktion. De flesta av dessa bevis kommer från att släcka lamporna och räkna antalet fotoner som celler producerar. Det visar sig, till mångas förvåning, att många celler, kanske till och med de flesta, avger ljus när de arbetar.
Faktum är att det ser väldigt mycket ut som om många celler använder ljus för att kommunicera. Det finns säkert bevis för att bakterier, växter och till och med njurceller kommunicerar på detta sätt. Olika grupper har till och med visat att råttors hjärnor bokstavligen lyser tack vare fotoner som produceras av neuroner när de arbetar.
Och det väcker en intressant fråga: vilken roll spelar ljus i neuronernas arbete? Det faktum att neuroner sänder ut ljus betyder inte att de kan ta emot det eller bearbeta det.
Men intressanta bevis börjar dyka upp på att ljus mycket väl kan spela en viktig roll i neuronal funktion. Till exempel, tidigare i år, visade en grupp att spinalneuroner hos råttor faktiskt kan leda ljus.
Idag föreslår Majid Rahnama vid Shahid Bahonar University of Kerman i Iran och en grupp kompisar hur detta kan fungera. Och de fortsätter till och med att göra en häpnadsväckande förutsägelse om vilken roll fotoner kan spela i hur hjärnan fungerar.
Till att börja med påpekar Rahnama och co att neuroner innehåller många ljuskänsliga molekyler, såsom porfyrinringar, flavin-, pyridinringar, lipidkromoforer och aromatiska aminosyror. I synnerhet mitokondrier, maskinerna inuti celler som producerar energi, innehåller flera framträdande kromoforer.
Närvaron av ljuskänsliga molekyler gör det svårt att föreställa sig hur de kanske inte påverkas av biofotoner.
Men fotoner skulle också absorberas av andra saker i cellen, vätskor, membran etc, och detta borde göra celler ogenomskinliga. Så Rhanama och co antar att mikrotubuli kan fungera som vågledare och kanalisera ljus från en del av en cell till en annan.
Mikrotubuli är den inre byggnadsställningen inuti cellerna, som ger strukturellt stöd men skapar också motorvägar längs vilka molekylära maskiner transporterar gods runt cellen. De är extraordinära saker. Kan det vara så att de också fungerar som optiska fibrer?
Kanske. De fortsätter med att föreslå att ljuset som kanaliseras av mikrotubuli kan hjälpa till att koordinera aktiviteter i olika delar av hjärnan. Det är verkligen sant att elektrisk aktivitet i hjärnan synkroniseras över avstånd som inte lätt kan förklaras. Elektriska signaler färdas för långsamt för att göra det här jobbet, så något annat måste vara på jobbet.
Och naturligtvis är Rhanama och co inte de första som tyder på att mikrotubuli spelar en central roll i hjärnans funktion. För 15 år sedan föreslog Roger Penrose att medvetande i huvudsak är ett fenomen inom kvantmekaniken och att mikrotubuli var det medium där kvantmekaniken äger rum.
Det är ett stort hopp att anta att fotoner gör det här jobbet. Men vetenskapen bygger på språng av fantasi som detta. Vad Rhanama och co behöver nu är att någon ska testa den här idén för dem, vilket inte kommer att bli lätt. Det är ingen skada i spekulationer men bevis är kung.
Vad som är säkert är att biofotonik är ett av de snabbast rörliga och spännande områdena inom vetenskapen idag. Och i den här typen av snabbt föränderlig miljö kan tänkande som detta ibland utlösa en revolution.
Ref: arxiv.org/abs/1012.3371 : Emission av biofotoner och neuronaktivitet i hjärnan