Итоги № 50 (2012)

До сих пор науке был известен эффект биолюминесценции, которая является слабым, но видимым свечением, замеченным у некоторых живых организмов, например у светлячков или медуз. У них свет выделяется в результате ферментативных реакций. Более того, ученые предполагали, что фактически все живые организмы могут производить чрезвычайно слабое свечение. Это происходит в результате биохимических реакций, а само явление называется биофотонной эмиссией. По некоторым теориям, у любого живого организма эффект биолюминесценции порождается возбужденными молекулами, выделяющими фотоны в результате энергетических процессов.

Прежде проверить гипотезу относительно свечения человека не удавалось — просто не хватало технических возможностей. Не существовало приборов, которые могли бы за относительно короткое время в полной темноте засечь фотоны, испускаемые человеческим телом. Но японцы смогли решить эту проблему, разработав высокочувствительную камеру, способную улавливать свет на уровне отдельных фотонов. Кроме того, для камеры разработали специальную оптическую систему с высокой пропускной способностью.

Разобравшись с техникой, специалисты приступили непосредственно к эксперименту. Для него из множества желающих отобрали пятерых добровольцев — двадцатилетних мужчин без заболеваний кожи. «Одним из основных условий отбора было соблюдение людьми стандартного для нормально работающего человека ритма жизни», — рассказывает Хитоси Окамура, сотрудник отдела биологических систем университета Киото. Все отобранные ложились спать примерно в 23.30, а просыпались в 6.15. Во время самого эксперимента, который длился три дня, добровольцев поставили в довольно жесткие условия. Прием пищи происходил строго по графику — в 12.30 и 18.30. Хотя легкие закуски и холодные напитки они могли потреблять по собственному усмотрению. Днем добровольцы находились в комнате при освещении в 400 люкс (соответствует освещенности при восходе или закате в ясный день). Им не позволялось пользоваться косметикой.

Фотонная съемка проводилась с жестким соблюдением регламента. Каждые три часа с 10 утра до 10 вечера добровольцев раздевали по пояс, протирали тело теплой водой и приглашали в абсолютно темную комнату. В ней они усаживались в удобное кресло, и их оставляли в покое на 15 минут для адаптации к полному мраку. В это время с них, чтобы замерить температуру поверхности тела, при помощи инфракрасной камеры снимали термографию. После этого производился собственно замер биофотонной эмиссии, который длился в течение 20 минут. Все это время в комнате звучала спокойная музыка, но спать добровольцам не разрешалось. Затем им снова делали термографию. Также каждый раз во время захода в темную комнату добровольцы сдавали на анализ слюну для того, чтобы ученые могли измерить уровень гормона кортизола, который является биомаркером эндогенных циркадных ритмов — «внутренних часов» организма.

Однако это была лишь практическая часть эксперимента. После съемок всех пяти добровольцев специалистам предстояло обработать полученные данные.

Дневное мерцание

Обработка полученных данных удивила ученых. «Завершив анализ снимков, мы поняли, что смогли экспериментально доказать биофотонную эмиссию у человека», — рассказывает Дайсуке Кикучи, сотрудник отдела электроники и интеллектуальных систем Института технологий Тохоку. Более того, ученые выяснили, что эмиссия фотонов, исходящая от лица добровольцев, интенсивнее, чем от остальных частей тела. К тому же лицо сильнее «фотонит» в районе рта и щек. Японцы сопоставили также карты интенсивности эмиссии и выяснили, что утром она каждый раз была наиболее слабой, увеличивалась к полудню и достигала своего пика примерно к 16 часам. «На щеках максимальное излучение достигало 3000 фотонов в секунду на квадратный сантиметр в 16 часов, в два раза больше, чем в 10 утра. Эти данные указывают на существование дневных ритмов фотонной эмиссии», — объясняет Хитоси Окамура.

Чтобы проверить это заключение, ученые провели дополнительный эксперимент. Троих из пяти добровольцев после дневных съемок попросили не спать ночью. Они находились в том же помещении при свете силой в 400 люкс. Их фотонную эмиссию измеряли прежним способом в час ночи, в четыре и семь часов утра. В результате ученые выяснили, что после пика в 16 часов интенсивность свечения снижалась и ночью оставалась на низком уровне даже при умеренной освещенности. Это показало, что дневной ритм фотонной эмиссии может быть вызван биоритмами человека.

Версию решили проверить, сопоставив данные съемок фотонной эмиссии с содержанием кортизола в слюне. Ученых ждало открытие. Они обнаружили, что во время эксперимента утренний уровень гормона каждый раз был существенно выше вечернего. Это позволило предположить, что интенсивность света, испускаемого человеком, непосредственно зависит от его биологических ритмов и, возможно, регулируется гормонами, участвующими в процессах энергетического метаболизма.

Люди-светлячки