微弱的“生物光子”可能代表細胞中一種新的信號傳導機制，或許能用於診斷疾病。圖片來源：英國《自然》雜志網站

加拿大卡爾加裡大學量子物理學家丹尼爾·奧布拉克及其同事去年發布了一組小鼠照片，引發國際科學界關注。他們將4隻麻醉后的小鼠置於完全黑暗環境中，利用高靈敏度相機進行拍攝。結果顯示，小鼠身體周圍出現了肉眼無法看到的微弱光芒，形成一幅猶如“生命剪影”的圖像。而當研究人員再次拍攝已經死亡的小鼠時，原本清晰可見的光信號幾乎消失，隻剩下少量零星亮點。

奧布拉克表示，看到這組照片的瞬間，是一個“具有決定性意義的時刻”。仿佛他們拍攝到的不只是小鼠，而是生命本身。

事實上，這些微弱光芒並非神秘現象，而是生命活動產生的一種自然信號。包括人體在內，幾乎所有生命體都會持續釋放極其微弱的光，這些光被稱為“生物光子”。長期以來，由於信號強度極低、產生機制復雜，這一現象一直處於科學探索邊緣。

近期，隨著高靈敏度成像技術和單光子探測技術發展，這種微光終於來到聚光燈下。科學家開始認真審視這些隱藏在生命活動中的微光，並探索其在疾病診斷、健康監測以及生命機制研究中的潛在價值。

經歷百年沉浮重獲關注

生物光子的歷史可以追溯到約100年前。1911年，俄羅斯生物學家亞歷山大·古爾維奇通過“洋蔥實驗”提出，生長中的細胞可能會釋放一種能夠影響鄰近細胞活動的微弱光信號，並推測細胞之間可能存在光介導的信息交流。然而，由於多個實驗室難以重復該實驗，這一發現很快被歸入“偽科學”。

直到20世紀50年代，隨著光電倍增管等高靈敏探測設備出現，科學家才確認，從細菌、植物到哺乳動物，生命體確實會持續釋放微弱光子。這種光強度遠低於人眼感知范圍，覆蓋從紫外光到近紅外光的多個波段，與螢火虫等生物發光有著本質區別。

20世紀70年代至21世紀初，德國生物物理學家弗裡茨-阿爾伯特·波普提出“生物光子”概念，並認為這些光具有類似激光的相干性。但由於相關觀點與一些非主流醫學聯系，該領域長期受到質疑。

近年來，隨著探測器靈敏度的提升和研究方法的規范化，更多學者開始以嚴謹態度審視這一現象。英國倫敦大學學院研究線粒體生物化學的尼克·萊恩則表示：“這是一個處在科學認可邊緣的領域，但並不意味著它就是錯誤的。”

奧布拉克團隊2025年發表的小鼠活體成像，正是在冷卻至近-100℃的高靈敏度CCD相機支持下完成的視覺証明，它讓同行和公眾第一次直觀看到，生物光子確實與生命活動緊密相伴。

或打開疾病診斷新窗口

對於研究人員而言，生物光子的最大吸引力在於，它可能成為觀察細胞健康狀況的新窗口。

生物光子產生於細胞有氧代謝的核心——線粒體。代謝過程中產生的活性氧分子會生成處於激發態的中間產物，當這些分子回落到穩定狀態時，便以光子形式釋放能量。當細胞面臨感染、損傷等應激時，活性氧大量產生，光子發射也隨之爆發式增加。

這一機制為疾病早期檢測提供了新思路。癌症、心血管疾病和神經退行性疾病均與氧化應激升高相關，而生物光子成像可能捕捉到這些代謝異常的信號。

多個團隊正在推進相關研究。例如，意大利國家核物理研究所毛裡齊奧·本法托團隊發現，健康星形膠質細胞與膠質母細胞瘤細胞的發射模式存在差異﹔加拿大威爾弗裡德·勞裡埃大學團隊也觀察到，正常皮膚細胞與黑色素瘤細胞之間存在類似現象。奧布拉克團隊則報告，阿爾茨海默病模型大鼠與健康大鼠海馬組織的生物光子發射特征不同。

“這是一種全新的生命信號。”奧布拉克的同事、理論量子物理學家克裡斯托夫·西蒙認為，人類目前只是剛剛開始認識它。

“光通信”假說仍需驗証

現在，科學家更大膽的設想是：生物光子是否還承擔著信息傳遞功能？

一些實驗為這一設想提供了線索。英國威斯敏斯特大學團隊將分離的線粒體置於密封石英容器中，向一個容器加入毒素后，相鄰容器的線粒體呼吸速率隨之下降，癌細胞來源的線粒體反應更強。當加入不透光的鋁箔后，這種影響隨之消失，提示線粒體之間可能存在依賴光信號的交流方式。

在大腦中，神經元活動與生物光子發射強度相關，但大腦卻擁有特殊的受體，對難以穿透顱骨的光敏感，其原因未明。西蒙通過模型提出，髓鞘可能讓軸突充當微型光纖，引導光子在大腦內定向傳播。若腦細胞確實部分以光通信，或許能解釋僅靠電信號難以說明的學習與認知機制。耶魯大學光敏通路專家艾莉森·斯威尼指出，一種名為火體虫的生物已會用自身發光在神經元間傳遞信號，人類大腦也可能進化出類似機制，只是從未有人去尋找。

當然，這些尚屬高度推測。捷克科學院生物電動力學專家米哈爾·西弗拉認為，當前第一要務仍是夯實基礎証據，從診斷應用起步。他已建立開放網絡Biophotoniq，以推動方法標准化，並設計了3D打印避光成像盒，希望降低技術門檻，吸引更多研究者參與。

從看見一束肉眼不可見的光，到尋找生命運行的新規律，百年前那個曾被邊緣化的發現，正在被重新審視。或許，在這些微弱的“生命之光”中，蘊藏著理解健康、疾病乃至生命本質的新線索。如今這條探索之路，才剛剛開始。（記者 張佳欣）