عرف العلماء منذ عقود أن الكائنات الحية تصدر ضوءا خافتا للغاية، يعرف علميا بـ”الانبعاث الفوتوني الضعيف جدا”، وهو ضعيف لدرجة أنه يكاد يكون غير قابل للرصد بأجهزة القياس المعروفة.
وفي دراسة سابقة أجريت عام 2009، ونشرت بدورية “بلوس وان”، توصل باحثون من معهد توهوكو للتكنولوجيا باليابان إلى أن البشر أنفسهم يتمتعون بهذا الانبعاث الضوئي، وكتب مؤلفو الدراسة آنذاك: “يتوهج جسم الإنسان حرفيا، لكن شدة الضوء المنبعث من الجسم أقل بألف مرة من حساسية أعيننا المجردة”.
لكن هذا الضوء سواء الصادر من الإنسان أو الكائنات الحية الأخرى بقي لغزا، وبشكل خاص أرادوا معرفة هل يمكن لهذا الضوء أن يكشف لنا عن الصحة والمرض، أو حتى الحياة والموت؟ وهل يمكن أن نصنع منه أداة طبية غير جراحية ترصد ما تعجز عنه أعيننا؟
تجربة الفأر الحي والميت
في بيئة مظلمة تماما، وداخل حجرة محكمة تمنع تسرب أي شعاع، وضع الباحثون من جامعة كالغاري الكندية فأرا صغيرا تحت عدسة كاميرا شديدة الحساسية.
ما ظهر على الشاشة كان مذهلا، وهو بقع من الضوء الخافت تتلألأ من جسمه، كأن الحياة نفسها تشع، لكن عندما توقف قلب الفأر، وتم تعريض جسده لنفس الظروف، اختفى الضوء تقريبا.
كان الجسم في التجربتين بنفس درجة الحرارة، لكن الفارق الوحيد، أن الحياة قد غادرته.
هذا المشهد لم يكن مجرد لحظة مثيرة، بل كان أحد الأدلة الحية والمهمة التي قدموها في دراسة نشرت قبل أيام بدورية “جورنال أوف فيزيكال كمستري ليترز”، على أن” الانبعاث الفوتوني الضعيف جدا”، يرتبط ارتباطا وثيقا بالحياة.
النباتات تتألم وتضيء
لم يكتف الباحثون بتجربة الفئران، ففي تجارب أخرى، عرضوا أوراق النباتات لتغيرات في درجة الحرارة، وأخرى لجرح مباشر أو مواد كيميائية.
والنتيجة زاد انبعاث الضوء في المناطق المصابة، حتى قبل أن تظهر أي علامات مرئية، وكانت النباتات “تضيء” استجابة للضغط أو الإصابة، وكأنها تصدر صرخة صامتة من الضوء، لا تسمعها الأذن، ولا تراها العين المجردة.
ما ينتجه هذا الضوء الخافت داخل أجسام الكائنات الحية، كما كشف الباحثون في دراستهم، كان سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية.
وأوضحت الدراسة، أنه “في قلب كل خلية، تولد عملية التمثيل الغذائي جزيئات نشطة تسمى الجذور الحرة، وهذه الجزيئات، حين تتزايد تحت الضغط أو الإصابة، تحدث اضطرابات صغيرة في الإلكترونات، تؤدي إلى إطلاق فوتونات، أي جزيئات من الضوء، وهنا يكمن السر، فكلما زاد التوتر داخل الجسم، زاد هذا الضوء الخافت، ليكون بمثابة مؤشر حيوي على ما يحدث في الداخل”.
وبعيدا عن الجانب المثير لهذا الاكتشاف، فإن الدراسة تعد بأن نتائجها ستكون لها تطبيقات طبية واعدة، إذ يمكن أن تحفز نتائجهم تطبيق التصوير بالموجات فوق الصوتية كتقنية غير جراحية لكل من البحث البيولوجي الأساسي والتشخيص السريري لاكتشاف الإجهاد الخلوي مبكرا، وتقييم إصابات الأنسجة بدقة، وربما لرصد علامات المرض قبل ظهورها خارجيا.