作者段跃初

在人类探索自身奥秘的漫长征程中，大脑始终是最神秘的“深水区”。这团重约1.4千克、褶皱如核桃的柔软组织，承载着人类的意识、记忆与智慧，主导着我们的思维、情感和行为。然而，当科学家宣布“大脑会发光”时，这个颠覆常识的发现，犹如一颗投入平静湖面的巨石，激起了科学界与公众的广泛关注。

最近，来自加拿大威尔弗里德劳里埃大学的生物物理学家尼罗沙·穆鲁根（Nirosha Murugan）团队，在国际顶尖学术期刊《科学》上发表了一项里程碑式的研究成果：他们首次实现从人类头骨外部，成功检测到大脑发出的微弱光子。这个突破，打破了过去神经科学研究仅依赖电信号、代谢活动监测的传统框架，为探索大脑奥秘开辟了全新维度。

此次实验设计堪称精妙。研究团队招募了20名健康参与者，将他们引入一间经过特殊改造的漆黑房间——这里没有一丝自然光干扰，甚至连电子设备的指示灯都被严格遮蔽。参与者头戴布满脑电图（EEG）电极的特制头套，这些电极如同“微型侦察兵”，实时监测着大脑的电活动变化。更关键的是，研究人员在参与者头部周围精心布置了光子放大管，这些精密仪器如同“光子捕手”，专门用于探测大脑发出的超微弱光子发射。研究聚焦于大脑两个关键区域：负责视觉处理的枕叶，如同人体的“视觉指挥中心”；以及承担听觉处理的颞叶，犹如接收外界声音信号的“广播站”。

实验过程中，参与者需要完成一系列认知任务：有时是凝神倾听特定的音乐节奏，有时是专注观察屏幕上闪过的光影图案。随着任务的推进，令人震撼的画面出现了：仪器监测到，每当参与者执行认知任务时，大脑发出的光子数量与强度都会产生显著波动。这一发现确凿证明：大脑发出的光子并非偶然的随机现象，而是与人类的认知活动紧密相连。正如研究负责人穆鲁根所言：“光子从头部发出，这是板上钉钉的事实，绝非虚假或偶然。”

那么，大脑发光的背后究竟隐藏着怎样的科学原理？这要从生物界一个普遍存在的现象——生物光子说起。事实上，所有活组织都会持续发出低强度的光，这些肉眼不可见的光子，源于生物体内复杂的分子反应。细胞内的线粒体如同“能量工厂”，在进行氧化代谢、合成ATP（三磷酸腺苷，细胞的能量货币）等生物分子反应时，能量转换过程会产生光子作为副产品。这就好比汽车发动机运转时会发热，而细胞“工作”时会“发光”。由于大脑是人体中能量消耗的“大户”——仅占体重2%的大脑，却消耗着全身20%的能量，因此理论上，大脑应该是人体发光最为显著的组织。

尽管这项研究证实了大脑发光的现象，但它仅仅揭开了冰山一角。科学界对这一发现既兴奋又谨慎。奥本大学的生物物理学家迈克尔·格拉姆利希（Michael Gramlich）评价道：“这是一种极具创新性和潜在革命性的大脑活动测量方法，但目前仍存在诸多未解之谜。”其中最核心的疑问在于：这些超微弱的光子发射，究竟在认知过程中扮演着怎样的角色？它们是大脑活动的“被动产物”，仅仅是能量代谢的附属现象，还是在神经信号传递、记忆形成、意识产生等过程中，发挥着不为人知的积极作用？毕竟，传统观点认为，大脑主要通过电信号和化学递质传递信息，而光子是否能成为全新的“通信语言”，目前尚无定论。

从更宏观的视角来看，这项研究带来的影响可能远超当前的想象。在基础研究领域，它或许能帮助科学家重新理解大脑的工作机制。例如，通过分析不同认知状态下光子发射的模式，有望揭示意识的起源；在临床应用层面，未来或许能开发基于光子检测的新型诊断技术——想象一下，通过检测大脑发光的异常变化，就能早期诊断阿尔茨海默病、癫痫等神经系统疾病，这将极大提升疾病诊断的准确性和及时性；在技术创新领域，脑机接口技术也可能迎来新突破，光子信号或许能成为连接大脑与机器的全新桥梁，为瘫痪患者带来更精准的康复辅助。

大脑发光的发现，不仅是科学技术的胜利，更是人类好奇心与探索精神的勋章。它提醒我们，在已知的科学边界之外，仍有无数奥秘等待解锁。随着量子光学、纳米传感等技术的不断进步，或许在不远的将来，我们不仅能“看见”大脑的光芒，还能解码这些光子携带的“生命密码”。这场关于大脑的探索之旅，才刚刚启程，而等待我们的，必将是更多震撼与惊喜。

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

来源: 科普文迅