Mozog svieti? Nová štúdia odhaľuje svetelné emisie mozgu cez lebku
Vedci zistili, že tieto ultra-slabe svetelné emisie, zaznamenané v úplnej tme, reagujú na jednoduché úlohy ako zatvorenie očí alebo počúvanie zvuku, čo otvára nové možnosti štúdia mozgu.
Ľudský mozog vysiela mimoriadne slabé svetelné signály, ktoré prechádzajú cez lebku a menia sa v závislosti od mentálneho stavu, naznačuje prelomová štúdia publikovaná v iScience.
Každá živá tkanina vyžaruje nepatrné množstvo svetla počas metabolizmu, známe ako ultra-slabá fotónová emisia (UPE). Ide o prirodzený jav, kedy sa molekuly vracajú do pôvodného stavu a uvoľňujú fotóny. Tieto emisie sú miliónkrát slabšie než to, čo dokážeme vidieť, a nachádzajú sa v rozsahu viditeľného až blízkeho infračerveného svetla. Mozog produkuje viac tohto svetla ako iné orgány, vďaka svojej vysokej energetickej spotrebe a koncentrácii fotoaktívnych molekúl.
Výskumný tím vedený Hayley Casey z Algoma University sa zameral na zistenie, či je možné tieto slabé svetelné emisie využiť na monitorovanie aktivity mozgu. Na rozdiel od iných zobrazovacích metód, meranie UPE je úplne pasívne a nezaťažuje mozog ďalšími vonkajšími vplyvmi.
Do štúdie sa zapojilo 20 zdravých dospelých osôb. Vedci merali UPE a elektrickú aktivitu mozgu účastníkov v tmavej miestnosti. Počas desaťminútového sedenia boli účastníci v rôznych stavoch: s otvorenými očami, so zatvorenými očami a pri počúvaní jednoduchého zvukového stimulu. Cieľom bolo zistiť, či UPE mozgu reagujú na známe zmeny v aktivite mozgu, najmä na zmeny v alfa rytmoch pri zatvorení očí.
Komentár redakcie: Hoci sú výsledky sľubné, štúdia zdôrazňuje potrebu ďalšieho výskumu na plné pochopenie potenciálu využitia UPE na monitorovanie a diagnostiku mozgových porúch. Photoencephalography by mohla byť maximálne neinvazívna metóda s vysokým časovým rozlíšením, podobne ako EEG alebo MEG.
Zistilo sa, že svetlo emitované z mozgu je odlíšiteľné od pozadia na základe jeho variability a komplexnosti. UPE mozgu vykazovali väčšiu dynamiku a frekvenčný profil pod 1 Hz. Stabilné vzorce emisií sa menili pri prechode medzi stavmi s otvorenými a zatvorenými očami, čo naznačuje, že odrážajú zmeny vo vnútornom stave mozgu. Korelácie medzi UPE a elektrickými rytmami mozgu neboli silné, čo si vyžaduje ďalší výskum.
Autori štúdie upozorňujú, že ide o predbežný výskum s limitovaným počtom účastníkov a senzorov. Budúce štúdie by sa mali zamerať na rozšírenie senzorového poľa a využitie pokročilých zobrazovacích techník na presnejšiu lokalizáciu zdrojov UPE v mozgu.
