Das menschliche Gehirn leuchtet buchstäblich, aber mit einem so schwachen Licht, dass es für das bloße Auge unsichtbar bleibt. Kanadische Forscher haben kürzlich dieses Gehirnleuchten gemessen und festgestellt, dass es je nach neuronaler Aktivität variiert, was neue wissenschaftliche Perspektiven eröffnet.
Diese Emission von ultraschwachen Photonen, sogenannte Biolumineszenz, steht vermutlich im Zusammenhang mit den Stoffwechselreaktionen des Gehirns. Obwohl diese biologische Eigenschaft seit fast einem Jahrhundert bekannt ist, weckt sie heute erneut Interesse, insbesondere wegen ihres Potenzials für die Erforschung der Gehirnfunktionen.
Ein Licht, das die Gehirnaktivität offenbart
Biophotonen werden ausgesendet, wenn angeregte Moleküle Energie in Form von Licht freisetzen. Im Gegensatz zur Körperwärme liegen diese Emissionen im sichtbaren oder nahen ultravioletten Spektrum. Das Team von Hayley Casey nutzte Photomultiplier-Röhren, um sie durch den Schädel hindurch zu detektieren.
Die Teilnehmer, die in völliger Dunkelheit platziert wurden, führten auditive Aufgaben durch, während ihre Gehirnaktivität mittels Elektroenzephalographie (EEG) aufgezeichnet wurde. Die Ergebnisse zeigen eine Korrelation zwischen neuronaler Aktivität und Biophotonen, auch wenn der genaue Mechanismus noch geklärt werden muss.
Diese Entdeckung könnte zur Entwicklung einer neuen Bildgebungstechnik führen, der Photoenzephalographie. Diese würde das EEG ergänzen, indem sie zusätzliche Daten über den Gehirnstoffwechsel liefert, ohne invasive Methoden einzusetzen.
Ein noch exploratives Forschungsfeld
Obwohl die Existenz von Biophotonen nachgewiesen ist, bleibt ihre genaue Rolle in der zellulären Kommunikation umstritten. Frühere Studien deuten darauf hin, dass sie an der Regulation biologischer Prozesse wie dem Zellwachstum beteiligt sein könnten. Ihre Beteiligung an der menschlichen Kognition erfordert jedoch weitere Untersuchungen.
Die Forscher wissen noch nicht, ob diese Emissionen eine individuelle Signatur bilden oder je nach psychologischem Zustand variieren. Zukünftige Experimente werden präzisere Sensoren nutzen, um ihren Ursprung im Gehirn zu lokalisieren und ihren Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen zu untersuchen.
In der Zwischenzeit legt diese Studie die Grundlagen für einen innovativen Ansatz zur Beobachtung des Gehirns. Auch wenn es spekulativ bleibt, eröffnet die Idee, dass Neuronen durch Licht kommunizieren, neue Wege für die Neurowissenschaften.
Autor des Artikels: Cédric DEPOND
Quelle: Current Biology