在地球上，人類擁有比其他動(dòng)物更高的智力，但是一直以來(lái)，科學(xué)家沒(méi)有弄清楚何種腦的特性可以解釋這種現(xiàn)象存在的機(jī)制。近日，我校生命科學(xué)學(xué)院戴甲培教授研究團(tuán)隊(duì)在探索人類高智力方面取得的重要進(jìn)展，則可較好地解釋這一現(xiàn)象。
我院武漢神經(jīng)科學(xué)和神經(jīng)工程研究所戴甲培教授研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)多年的研究，發(fā)現(xiàn)人類腦神經(jīng)回路活動(dòng)和傳遞的生物光子出現(xiàn)光譜紅移，這意味著人類大腦使用較低能量的生物光子傳遞神經(jīng)信息，從而提高神經(jīng)信號(hào)的傳遞和處理效率，也就意味著擁有更高的智商。7月18日，該研究團(tuán)隊(duì)的研究成果以“Human’s high intelligence is involved in spectral redshift of biophotonic activities in the brain”為題在線發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）上，紙質(zhì)論文將于暑期出版，且相關(guān)技術(shù)申請(qǐng)了發(fā)明專利。論文鏈接：http://www.pnas.org/content/early/2016/07/13/1604855113.full。
該研究團(tuán)隊(duì)由戴甲培老師，碩士研究生王卓、王妮婷、李澤華和研究助理肖芳艷等人組成。團(tuán)隊(duì)利用其早期研發(fā)的超弱生物光子成像系統(tǒng)（UBIS)和新研制的生物光子光譜分析裝置（BSAD）組成生物光子光譜檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)人腦以及其它不同物種大腦腦片谷氨酸誘導(dǎo)的生物光子的活動(dòng)和傳遞的光譜進(jìn)行檢測(cè)和分析。結(jié)果表明，從牛蛙、小鼠、雞、豬、猴到人，生物光子光譜呈現(xiàn)出明顯的紅移現(xiàn)象，這個(gè)與物種的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)結(jié)果一致，而且人類的生物光子光譜最大值可以達(dá)到近紅外（ ~ 865 nm）水平。
此研究發(fā)現(xiàn)具有重要意義。人類生物光子光譜的紅移意味著人類大腦可能使用較低能量的生物光子傳遞神經(jīng)信息，從而提高神經(jīng)信息處理效率，更好地適應(yīng)環(huán)境。如果生物光子活動(dòng)能牢固地證實(shí)是一種大腦神經(jīng)信號(hào)傳遞和編碼的機(jī)制，那么，這不但對(duì)傳統(tǒng)的關(guān)于神經(jīng)信息的編碼和處理機(jī)制提出了新的挑戰(zhàn)，而且為改善和加強(qiáng)人類的認(rèn)知能力，探討人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病的機(jī)制提出新的思想。該研究成果不僅為解釋人類智力進(jìn)化提供了重要的理論依據(jù)，而且為人工智能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和大腦功能模型的建立拓寬了思路。
這一重大發(fā)現(xiàn)是戴甲培教授研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期研究積累的結(jié)果。從2007年開(kāi)始，該團(tuán)隊(duì)致力于生物光子與神經(jīng)功能的研究，這是一個(gè)新的研究領(lǐng)域。2010年，該研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種簡(jiǎn)單而又新穎的生物光子檢測(cè)技術(shù)（生物光子原位自顯影），以此首次證實(shí)了生物光子能在神經(jīng)纖維上傳遞，在生物光子研究領(lǐng)域引起了關(guān)注（Photochem. Photobiol. Sci. 2010, 9:315-322）。2013年底，團(tuán)隊(duì)研發(fā)成功了高分辨率的超弱生物光子成像系統(tǒng)，可檢測(cè)神經(jīng)組織生物光子，并且首先報(bào)道了神經(jīng)系統(tǒng)最豐富的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)-谷氨酸能誘導(dǎo)出神經(jīng)回路特征性的生物光子的活動(dòng)和傳遞，提出了生物光子傳遞（Biophotonic transmission）新概念(PLoS One. 2014, 15;9:e85643)。這一發(fā)現(xiàn)，不但使一些生物物理學(xué)家早期提出的“量子腦”概念得到了重要的實(shí)驗(yàn)支持，并系統(tǒng)討論了生物光子可能作為新的神經(jīng)信號(hào)傳遞和處理媒介在神經(jīng)功能中的作用(J Photochem Photobiol B. 2014, 139:71-5)。戴甲培教授研究團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持不懈，最終在2016年取得了最新研究成果。
?。ň庉嫞簵钫? 來(lái)源：黨委宣傳部）
