[論文レビュー] Emission of Mitochondrial Biophotons and their Effect on Electrical Activity of Membrane via Microtubules

Mohammad Rahnama, István Bókkon+4 more|arXiv (Cornell University)|Dec 13, 2010

Biofield Effects and Biophysics参考文献 104被引用数 8

ひとこと要約

本論文は、ミトコンドリアが放出するバイオフォトン（極めて弱い光子）が神経細胞内の微小小管と相互作用し、量子レベルの揺らぎを通じて膜の電気的活動に影響を与える可能性を提唱する。量子力学的モデリングを用いて、著者らはバイオフォトンと微小小管の相互作用が、微小小管の秩序状態と無秩序状態の間の遷移を引き起こすことを示した。これらの揺らぎはアルファ・EEGリズムと相関しており、バイオフォトンが化学的・電気的伝達を超えた神経伝達における新たな役割を果たす可能性を示唆している。

ABSTRACT

In this paper we argue that, in addition to electrical and chemical signals propagating in the neurons of the brain, signal propagation takes place in the form of biophoton production. This statement is supported by recent experimental confirmation of photon guiding properties of a single neuron. We have investigated the interaction of mitochondrial biophotons with microtubules from a quantum mechanical point of view. Our theoretical analysis indicates that the interaction of biophotons and microtubules causes transitions/fluctuations of microtubules between coherent and incoherent states. A significant relationship between the fluctuation function of microtubules and alpha-EEG diagrams is elaborated on in this paper. We argue that the role of biophotons in the brain merits special attention.

研究の動機と目的

• 電気的・化学的伝達を超えた神経伝達におけるミトコンドリア由来バイオフォトンの役割を調査すること。
• 神経細胞におけるバイオフォトンと微小小管の量子力学的相互作用を調査すること。
• 微小小管の揺らぎと脳内で観察されたアルファ・EEGパターンとの理論的関連を確立すること。
• バイオフォトンが神経細胞の電気的活動を調節する、これまでに無視されてきたメカニズムである可能性を提唱すること。

提案手法

• バイオフォトンと微小小管の相互作用をモデリングするため、量子力学的解析を採用した。
• 微小小管を、バイオフォトンの吸収によって誘発される秩序状態と無秩序状態の遷移が可能な量子系として取り扱った。
• 量子光学および凝縮系物理学の理論的枠組みを用いて、光子-微小小管結合を記述した。
• バイオフォトンの影響下における微小小管の揺らぎダイナミクスをモデル化し、EEGデータと関連づけた。
• 微小小管の揺らぎ関数と実験的に記録されたアルファ・EEG波形との相関を分析した。
• 量子生物学の理論的枠組みを応用し、神経系におけるバイオフォトン媒介伝達を解釈した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ミトコンドリア由来のバイオフォトンは、微小小管との相互作用によって神経細胞膜の電気的活動に影響を与える可能性があるか？
• RQ2 バイオフォトンと微小小管の間の量子力学的相互作用の性質は何か？
• RQ3 微小小管の揺らぎは、脳内で観察されたアルファ・EEGリズムとどのように関連しているか？
• RQ4 バイオフォトン放出は、神経細胞における非電気的・非化学的伝達をどの程度説明できるか？
• RQ5 微小小管の状態遷移と神経振動パターンとの間に測定可能な関連性があるか？

主な発見

• 理論的分析により、バイオフォトン-微小小管相互作用が微小小管における秩序状態と無秩序状態の間の遷移を誘発することが示された。
• 微小小管の揺らぎ関数とアルファ・EEG図形との間に顕著な相関が確認された。
• モデルは、バイオフォトンが微小小管のダイナミクスを通じて神経細胞の電気的活動を調節する信号として機能する可能性を示唆している。
• 本研究は、バイオフォトン媒介伝達の量子力学的基盤を提示し、古典的神経生理学的モデルを超えるものとなった。
• 研究結果は、バイオフォトンが特に周期的脳活動において神経情報処理に寄与しているという仮説を支持している。