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Inserito il - 22/09/2017 : 09:56:22
Canali ottici di comunicazione nel cervello?
I neuroscienziati indagano sulla produzione di biofotoni nel cervello
I biologi hanno scoperto venti anni fa la produzione di fotoni nel cervello dei ratti, difficile da rilevare, ma sorprendente per le neuroscienze. I biofotoni sembrano prodotti dal decadimento di certe specie molecolari eccitate, i mammiferi ne producono con lunghezze d’onda tra 200 e 1.300 nanometri, dall’infrarosso all’ultravioletto.
Se i fotoni servissero come mezzo di comunicazione negli organismi, allora dovrebbero passare in una qualche guida d’onda, come una fibra ottica e abbiamo una possibile risposta dal gruppo di Parisa Zarkeshian nella University of Calgary in Canada. Il team ha studiato le caratteristiche ottiche degli assoni neuronali e conclude che la trasmissione di fotoni lungo distanze di qualche centimetro sembra possibile nel cervello. I ricercatori hanno esaminato precedenti esperimenti e studi, tra cui un lavoro in cui si calcolano le proprietà ottiche degli assoni mielinati risolvendo le equazioni di Maxwell in tre dimensioni. I risultati suggeriscono che il rivestimento di mielina può agire da onda guida per i biofotoni, ma anche che molti fattori possono influenzare la trasmissione, come pieghe dell’assone, modifiche del raggio del rivestimento e altro.
Il gruppo di Zarkeshian conclude che un assone di circa 2 mm. potrebbe trasmettere tra il 46% e il 96% dei biofotoni che vi passano e fanno notare che possono propagarsi in due direzioni opposte. Inoltre hanno calcolato che rispetto ad un ratto, il cervello umano potrebbe produrre più di un miliardo di fotoni al secondo, quindi questo sembra sufficiente per trasmettere molta informazione o creare molto entanglement quantistico. Restano però incertezze nei calcoli, ad esempio non sono mai state misurate le proprietà ottiche della guaina di mielina.
Una ipotesi su questa trasmissione di fotoni si basa sull’informazione quantistica, diversi ricercatori ipotizzano che possa spiegare certi processi misteriosi del cervello, come la coscienza stessa, ma ad oggi rimangono speculazioni, servono anche meccanismi per codificare, ricevere e processare tale informazione. Forse nel cervello esistono molecole fotosensibili, ma si hanno poche evidenze su di esse e sul loro funzionamento.
Articolo arxiv
technologyreview.com
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