پژوهشگران در حال بررسی این موضوع هستند که آیا سلول‌های عصبی می‌توانند نور را مانند فیبر نوری انتقال دهند یا خیر. اگر این نظریه تأیید شود، ممکن است نگاه‌ها به عملکرد سیستم عصبی را کاملاً تغییر دهد.
به گزارش تکناک، نورون‌ها، سلول‌های تخصص‌یافته در مغز و نخاع هستند که بخش اصلی سیستم عصبی مرکزی را تشکیل می‌دهند. آنها معمولاً از طریق پالس‌های الکتریکی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. اما شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد نورون‌ها ممکن است نور بسیار ضعیفی نیز ساطع کنند؛ پدیده‌ای که هنوز به‌طور کامل درک نشده است.
در همین راستا، پژوهشگران دانشگاه روچستر مطالعه‌ای پیشرفته را آغاز کرده‌اند تا بررسی کنند که آیا نورون‌های زنده می‌توانند نور را از طریق آکسون‌های خود (بخش رشته‌ای و کشیده نورون‌ها که بسیار شبیه به فیبر نوری هستند) انتقال دهند یا خیر. این پروژه با بودجه‌ای ۱.۵ میلیون دلاری و به مدت سه سال توسط بنیاد John Templeton حمایت می‌شود.
فهرست مطالب
جستجوی شواهدی از نور در مغز
پابلو پاستیگو، پژوهشگر اصلی این پروژه، می‌گوید: مقالاتی علمی وجود دارند که نشانه‌هایی از امکان انتقال نور در آکسون نورون‌ها ارائه داده‌اند، اما هنوز شواهد تجربی واضحی در دست نیست. ما می‌دانیم که در مغز، تابش فوتون فوق‌العاده ضعیفی رخ می‌دهد، اما هیچ‌کس نمی‌داند دلیل آن چیست.
اگر مشخص شود که نور نقشی در عملکرد نورون‌ها دارد، این کشف می‌تواند تأثیرات شگرفی در درمان بیماری‌های مغزی داشته باشد و روش‌های پزشکی برای درمان و ترمیم مغز را متحول کند.
چالشی فنی برای علم و فناوری
اندازه بسیار کوچک آکسون‌ها یکی از چالش‌های فنی این پژوهش است. پاستیگو توضیح می‌دهد: قطر یک آکسون کمتر از دو میکرون است. اگر بخواهیم خواص نوری آن را اندازه‌گیری کنیم، نیازمند استفاده از تکنیک‌های نانوفتونیک هستیم. اگر واقعاً انتقال نور رخ دهد، احتمالاً با مقادیر بسیار ناچیز نور انجام می‌شود.
ابزارهای نوری برای آشکارسازی نور در نورون‌ها
پاستیگو، که در زمینه فناوری‌های نوری فعالیت می‌کند، در حال توسعه ابزارهای بسیار کوچکی است که بتوانند با سلول‌های عصبی زنده ارتباط نوری برقرار کنند. او در این پروژه با میشل تلیاس، متخصص چشم‌پزشکی و علوم اعصاب، همکاری دارد. تلیاس مهارت ویژه‌ای در بررسی ویژگی‌های الکتریکی نورون‌ها و عملکرد آنها دارد. هدف این تحقیق، درک بهتر نحوه تعامل نور با سلول‌های عصبی و استفاده از آن در مطالعات پزشکی و درمانی است.
در این آزمایش‌ها، محققان نور را به درون آکسون نورون تزریق کرده و سپس فوتون‌های خروجی را آشکارسازی خواهند کرد. در صورت موفقیت، آنها قادر خواهند بود طول موج و شدت نور منتقل‌شده درون نورون را اندازه‌گیری کنند.
اگر این فرضیه اثبات شود که آکسون نورون‌ها قادرند نور را مانند فیبرهای نوری منتقل کنند، ما با روش ارتباطی جدیدی در مغز روبه‌رو خواهیم شد که تاکنون ناشناخته بوده است. این کشف می‌تواند درک علمی ما از عملکرد مغز و سیستم عصبی را متحول کرده و مسیرهای تازه‌ای را برای تشخیص و درمان بیماری‌های عصبی ایجاد کند.
