作者段躍初

在人類探索自身奧秘的漫長征程中，大腦始終是最神秘的“深水區(qū)”。這團(tuán)重約1.4千克、褶皺如核桃的柔軟組織，承載著人類的意識、記憶與智慧，主導(dǎo)著我們的思維、情感和行為。然而，當(dāng)科學(xué)家宣布“大腦會發(fā)光”時，這個顛覆常識的發(fā)現(xiàn)，猶如一顆投入平靜湖面的巨石，激起了科學(xué)界與公眾的廣泛關(guān)注。

最近，來自加拿大威爾弗里德勞里埃大學(xué)的生物物理學(xué)家尼羅沙·穆魯根（Nirosha Murugan）團(tuán)隊，在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表了一項里程碑式的研究成果：他們首次實(shí)現(xiàn)從人類頭骨外部，成功檢測到大腦發(fā)出的微弱光子。這個突破，打破了過去神經(jīng)科學(xué)研究僅依賴電信號、代謝活動監(jiān)測的傳統(tǒng)框架，為探索大腦奧秘開辟了全新維度。

此次實(shí)驗設(shè)計堪稱精妙。研究團(tuán)隊招募了20名健康參與者，將他們引入一間經(jīng)過特殊改造的漆黑房間——這里沒有一絲自然光干擾，甚至連電子設(shè)備的指示燈都被嚴(yán)格遮蔽。參與者頭戴布滿腦電圖（EEG）電極的特制頭套，這些電極如同“微型偵察兵”，實(shí)時監(jiān)測著大腦的電活動變化。更關(guān)鍵的是，研究人員在參與者頭部周圍精心布置了光子放大管，這些精密儀器如同“光子捕手”，專門用于探測大腦發(fā)出的超微弱光子發(fā)射。研究聚焦于大腦兩個關(guān)鍵區(qū)域：負(fù)責(zé)視覺處理的枕葉，如同人體的“視覺指揮中心”；以及承擔(dān)聽覺處理的顳葉，猶如接收外界聲音信號的“廣播站”。

實(shí)驗過程中，參與者需要完成一系列認(rèn)知任務(wù)：有時是凝神傾聽特定的音樂節(jié)奏，有時是專注觀察屏幕上閃過的光影圖案。隨著任務(wù)的推進(jìn)，令人震撼的畫面出現(xiàn)了：儀器監(jiān)測到，每當(dāng)參與者執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)時，大腦發(fā)出的光子數(shù)量與強(qiáng)度都會產(chǎn)生顯著波動。這一發(fā)現(xiàn)確鑿證明：大腦發(fā)出的光子并非偶然的隨機(jī)現(xiàn)象，而是與人類的認(rèn)知活動緊密相連。正如研究負(fù)責(zé)人穆魯根所言：“光子從頭部發(fā)出，這是板上釘釘?shù)氖聦?shí)，絕非虛假或偶然。”

那么，大腦發(fā)光的背后究竟隱藏著怎樣的科學(xué)原理？這要從生物界一個普遍存在的現(xiàn)象——生物光子說起。事實(shí)上，所有活組織都會持續(xù)發(fā)出低強(qiáng)度的光，這些肉眼不可見的光子，源于生物體內(nèi)復(fù)雜的分子反應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)的線粒體如同“能量工廠”，在進(jìn)行氧化代謝、合成ATP（三磷酸腺苷，細(xì)胞的能量貨幣）等生物分子反應(yīng)時，能量轉(zhuǎn)換過程會產(chǎn)生光子作為副產(chǎn)品。這就好比汽車發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時會發(fā)熱，而細(xì)胞“工作”時會“發(fā)光”。由于大腦是人體中能量消耗的“大戶”——僅占體重2%的大腦，卻消耗著全身20%的能量，因此理論上，大腦應(yīng)該是人體發(fā)光最為顯著的組織。

盡管這項研究證實(shí)了大腦發(fā)光的現(xiàn)象，但它僅僅揭開了冰山一角。科學(xué)界對這一發(fā)現(xiàn)既興奮又謹(jǐn)慎。奧本大學(xué)的生物物理學(xué)家邁克爾·格拉姆利希（Michael Gramlich）評價道：“這是一種極具創(chuàng)新性和潛在革命性的大腦活動測量方法，但目前仍存在諸多未解之謎。”其中最核心的疑問在于：這些超微弱的光子發(fā)射，究竟在認(rèn)知過程中扮演著怎樣的角色？它們是大腦活動的“被動產(chǎn)物”，僅僅是能量代謝的附屬現(xiàn)象，還是在神經(jīng)信號傳遞、記憶形成、意識產(chǎn)生等過程中，發(fā)揮著不為人知的積極作用？畢竟，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，大腦主要通過電信號和化學(xué)遞質(zhì)傳遞信息，而光子是否能成為全新的“通信語言”，目前尚無定論。

從更宏觀的視角來看，這項研究帶來的影響可能遠(yuǎn)超當(dāng)前的想象。在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，它或許能幫助科學(xué)家重新理解大腦的工作機(jī)制。例如，通過分析不同認(rèn)知狀態(tài)下光子發(fā)射的模式，有望揭示意識的起源；在臨床應(yīng)用層面，未來或許能開發(fā)基于光子檢測的新型診斷技術(shù)——想象一下，通過檢測大腦發(fā)光的異常變化，就能早期診斷阿爾茨海默病、癲癇等神經(jīng)系統(tǒng)疾病，這將極大提升疾病診斷的準(zhǔn)確性和及時性；在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，腦機(jī)接口技術(shù)也可能迎來新突破，光子信號或許能成為連接大腦與機(jī)器的全新橋梁，為癱瘓患者帶來更精準(zhǔn)的康復(fù)輔助。

大腦發(fā)光的發(fā)現(xiàn)，不僅是科學(xué)技術(shù)的勝利，更是人類好奇心與探索精神的勛章。它提醒我們，在已知的科學(xué)邊界之外，仍有無數(shù)奧秘等待解鎖。隨著量子光學(xué)、納米傳感等技術(shù)的不斷進(jìn)步，或許在不遠(yuǎn)的將來，我們不僅能“看見”大腦的光芒，還能解碼這些光子攜帶的“生命密碼”。這場關(guān)于大腦的探索之旅，才剛剛啟程，而等待我們的，必將是更多震撼與驚喜。

參考文獻(xiàn)：Burgstedt, C. (2025, June 16). Your Brain Is Glowing, and Scientists Can't Figure Out Why. Scientific American.

來源: 科普文迅