[논문 리뷰] Emission of Mitochondrial Biophotons and their Effect on Electrical Activity of Membrane via Microtubules

Mohammad Rahnama, István Bókkon외 4명|arXiv (Cornell University)|2010. 12. 13.

Biofield Effects and Biophysics참고 문헌 104인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 미토콘드리아에서 방출되는 생물광자—미토콘드리아에 의해 방출되는 초우량한 광자를 의미함—이 뉴런의 미세소관과 상호작용하여 양자 수준의 변동을 통해 세밀막 전기 활동에 영향을 줄 수 있다고 제안한다. 양자역학적 모델링을 통해 저자들은 생물광자-미세소관 상호작용이 미세소관의 응집 상태와 비응집 상태 사이의 전이를 이끌어내며, 이러한 변동을 알파-EEG 리듬과 연관지어, 생물광자가 화학적 및 전기적 전달 외의 신경 전달 기능에서 새로운 역할을 할 수 있음을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 전기적 및 화학적 전달 외의 방식으로 미토콘드리아 생물광자가 뉴런 간 소통에 미치는 역할을 조사하는 것.
• 생물광자와 뉴런 내 미세소관 간의 양자역학적 상호작용을 탐구하는 것.
• 미세소관의 변동과 뇌에서 관찰된 알파-EEG 패tern 간의 이론적 연결 고리를 수립하는 것.
• 생물광자가 뉴런 전기 활동을 조절하는 데 이전에 간과되었던 메커니즘으로 기능할 수 있음을 제안하는 것.

제안 방법

• 생물광자와 미세소관 간의 상호작용을 모델링하기 위해 양자역학적 분석을 활용하였다.
• 생물광자 흡수에 의해 유도되는 응집-비응집 상태 전이가 가능한 양자 시스템으로서의 미세소관을 다루었다.
• 광학 및 응집물리학 이론 프레임워크를 활용하여 광자-미세소관 결합을 기술하였다.
• 생물광자의 영향 하에서 미세소관의 변동 동역학을 모델링하고 이를 EEG 데이터와 연관지었다.
• 미세소관 변동 함수와 실험적으로 기록된 알파-EEG 파형 간의 상관관계를 분석하였다.
• 생물광자 매개 신호 전달을 해석하기 위해 양자생물학 이론적 구성요소를 적용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 미토콘드리아 생물광자가 미세소관 상호작용를 통해 뉴런 세밀막의 전기 활동에 영향을 줄 수 있는가?
• RQ2 생물광자와 미세소관 간의 양자역학적 상호작용의 성격은 무엇인가?
• RQ3 미세소관의 변동은 뇌에서 관찰된 알파-EEG 리듬과 어떻게 관련이 있는가?
• RQ4 생물광자 방출이 뉴런에서 전기화학적 전달 외의 신호 전달을 얼마나 잘 설명할 수 있는가?
• RQ5 미세소관 상태 전이와 신경 조율 패턴 간에 측정 가능한 연관성이 존재하는가?

주요 결과

• 이론적 분석 결과, 생물광자-미세소관 상호작용이 미세소관 내 응집 상태와 비응집 상태 간 전이를 유도하는 것으로 나타났다.
• 미세소관 변동 함수와 알파-EEG 다이어그램 간에 유의미한 상관관계가 발견되었다.
• 모델은 생물광자가 미세소관의 동역학을 통해 뉴런 전기 활동의 조절 신호로 작용할 수 있음을 시사한다.
• 이 연구는 생물광자 매개 신호 전달에 대한 양자역학적 기반을 제공하며, 전통적인 신경생리학 모델을 초월한다.
• 연구 결과는 생물광자가 특히 리듬적인 뇌 활동에서 신경 정보 처리에 기여할 수 있음을 지지한다.