آیا نورون‌ها می‌توانند نور را منتقل کنند؟ بررسی یک احتمال حیرت‌انگیز!

پژوهشگرانی در زمینه‌های اپتیک، علوم مغز و علوم شناختی در حال بررسی این موضوع هستند که آیا نورون‌ها می‌توانند نور را به شیوه‌ای مشابه کانال‌های ارتباطی فیبر نوری منتقل کنند یا خیر.

نورون‌ها، سلول‌های تخصصی در مغز و نخاع که سیستم عصبی مرکزی را تشکیل می‌دهند، از طریق تکانه‌های الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. اما دانشمندان نشانه‌هایی یافته‌اند که نورون‌ها ممکن است نور را نیز منتقل کنند، کشفی که می‌تواند درک ما از نحوه عملکرد سیستم عصبی را به طور چشمگیری تغییر دهد!

پژوهشگران دانشگاه روچستر یک مطالعه پیشگامانه را برای بررسی اینکه آیا نورون‌های زنده می‌توانند نور را از طریق آکسون‌های خود، امتدادهای بلند و فیبرمانندی که شبیه فیبرهای نوری هستند، هدایت کنند یا خیر، آغاز کرده‌اند. این پروژه توسط یک کمک هزینه سه ساله به مبلغ 1.5 میلیون دلار از بنیاد جان تمپلتون پشتیبانی می‌شود.

جستجو برای شواهدی از نور در مغز

پابلو پوستیگو، محقق اصلی و استاد مؤسسه اپتیک روچستر، می‌گوید:

مقالات علمی وجود دارند که نشان می‌دهند انتقال نور می‌تواند در آکسون‌های نورون رخ دهد، اما هنوز شواهد تجربی روشنی وجود ندارد. دانشمندان نشان داده‌اند که انتشار فوتون‌های فوق‌العاده ضعیف در مغز وجود دارد، اما هیچ‌کس نمی‌داند چرا این نور وجود دارد.

اگر نور در این میان نقش داشته باشد و دانشمندان بتوانند دلیل آن را درک کنند، می‌تواند پیامدهای مهمی برای درمان پزشکی بیماری‌های مغزی داشته باشد و روش‌های درمان مغز توسط پزشکان را به طور چشمگیری تغییر دهد. اما اندازه‌گیری انتقال نوری بین نورون‌ها کار آسانی نخواهد بود.

یک چالش فنی

پوستیگو می‌گوید:

آکسون یک نورون کمتر از دو میکرون عرض دارد، بنابراین اگر می‌خواهید خواص نوری آن را اندازه‌گیری کنید، باید از تکنیک‌های نانوفوتونیک استفاده کنید. اگر انتقال نور وجود داشته باشد، ممکن است با مقادیر بسیار کمی نور، حتی یک فوتون در یک زمان، اتفاق بیفتد.

پوستیگو، متخصص نانوفوتونیک، کاوشگرهایی را طراحی خواهد کرد که قادر به تعامل نوری با نورون‌های زنده باشند. او با میشل تلیاس، استادیار چشم‌پزشکی و علوم اعصاب و عضو مرکز علوم بینایی، که در اندازه‌گیری خواص الکتریکی نورون‌ها و پتانسیل‌های عمل آن‌ها تخصص دارد، همکاری می‌کند.

پژوهشگران با استفاده از نانو کاوشگرهای فوتونی، نور را به آکسون نورون تزریق کرده و فوتون‌های خروجی را تشخیص خواهند داد. اگر آکسون نورون بتواند نور را منتقل کند، آن‌ها طول موج‌ها و شدت‌های نور را اندازه‌گیری خواهند کرد.

این تحقیق توسط بنیاد جان تمپلتون تأمین مالی شده است.

منبع: Scitechdaily