Kan neuroner överföra ljus? Forskare utforskar en häpnadsväckande möjlighet

Traditionellt har det ansetts att neuroner kommunicerar genom elektriska impulser och kemiska signaler. Nya forskningsrön antyder dock att neuroner även kan överföra ljus, så kallade biophotoner, vilket kan revolutionera vår förståelse av hjärnans kommunikationsmekanismer.

Biophotoner i hjärnan

Biophotoner är svaga ljuspartiklar som produceras av biologiska system, inklusive hjärnan. Studier har visat att dessa fotoner kan genereras i neuronala celler, men deras funktion och betydelse är ännu inte fullt förstådda. Forskare vid University of Rochester undersöker möjligheten att neuroner kan överföra ljus genom sina axoner, de långa utskotten som leder nervimpulser. Professor Pablo Postigo påpekar att det finns indikationer på att ljustransport kan ske i neuronaxoner, men att tydliga experimentella bevis fortfarande saknas. (expertfile.com)

Axoner som optiska vågledare

För att ljusöverföring ska vara möjlig krävs strukturer som kan leda ljuset effektivt. Forskning har föreslagit att myeliniserade axoner, som är täckta av ett fettlager kallat myelin, kan fungera som optiska vågledare. En studie från 2016 visade att dessa axoner potentiellt kan överföra ljus över avstånd på upp till två millimeter, vilket motsvarar längden på många axoner i hjärnan. Forskarna föreslår att denna mekanism kan möjliggöra optisk kommunikation mellan neuroner. (arxiv.org)

Optogenetik och ljusbaserad neuronkommunikation

Optogenetik är en teknik där ljuskänsliga proteiner används för att kontrollera neuroners aktivitet med ljus. Forskare vid The Institute of Photonic Sciences (ICFO) har utvecklat ett system kallat PhAST (Photons as Synaptic Transmitters), där fotoner fungerar som neurotransmittorer för att möjliggöra kommunikation mellan neuroner. Genom att använda ljusemitterande enzymer och ljuskänsliga jonkanaler kunde de etablera nya synaptiska kopplingar och modifiera djurs beteende. (photonics.com)

Framtida implikationer

Om det visar sig att neuroner naturligt kan överföra ljus, kan detta ha djupgående konsekvenser för vår förståelse av hjärnans funktion och medvetandets natur. Det kan även leda till nya behandlingsmetoder för neurologiska sjukdomar genom att utnyttja ljusbaserad kommunikation för att återställa eller modifiera neuronala nätverk. Forskningen är fortfarande i ett tidigt skede, och ytterligare studier krävs för att bekräfta och förstå mekanismerna bakom ljusöverföring i neuroner.