在地球上，人类拥有比其他动物更高的智力，但是一直以来，科学家没有弄清楚何种脑的特性可以解释这种现象存在的机制。近日，我校生命科学学院戴甲培教授研究团队在探索人类高智力方面取得的重要进展，则可较好地解释这一现象。
我院武汉神经科学和神经工程研究所戴甲培教授研究团队通过多年的研究，发现人类脑神经回路活动和传递的生物光子出现光谱红移，这意味着人类大脑使用较低能量的生物光子传递神经信息，从而提高神经信号的传递和处理效率，也就意味着拥有更高的智商。7月18日，该研究团队的研究成果以“Human’s high intelligence is involved in spectral redshift of biophotonic activities in the brain”为题在线发表在国际顶级学术期刊《美国科学院院报》（PNAS）上，纸质论文将于暑期出版，且相关技术申请了发明专利。论文链接：http://www.pnas.org/content/early/2016/07/13/1604855113.full。
该研究团队由戴甲培老师，硕士研究生王卓、王妮婷、李泽华和研究助理肖芳艳等人组成。团队利用其早期研发的超弱生物光子成像系统（UBIS)和新研制的生物光子光谱分析装置（BSAD）组成生物光子光谱检测系统，对人脑以及其它不同物种大脑脑片谷氨酸诱导的生物光子的活动和传递的光谱进行检测和分析。结果表明，从牛蛙、小鼠、鸡、猪、猴到人，生物光子光谱呈现出明显的红移现象，这个与物种的系统进化树结果一致，而且人类的生物光子光谱最大值可以达到近红外（ ~ 865 nm）水平。
此研究发现具有重要意义。人类生物光子光谱的红移意味着人类大脑可能使用较低能量的生物光子传递神经信息，从而提高神经信息处理效率，更好地适应环境。如果生物光子活动能牢固地证实是一种大脑神经信号传递和编码的机制，那么，这不但对传统的关于神经信息的编码和处理机制提出了新的挑战，而且为改善和加强人类的认知能力，探讨人类神经系统疾病的机制提出新的思想。该研究成果不仅为解释人类智力进化提供了重要的理论依据，而且为人工智能产品的开发和大脑功能模型的建立拓宽了思路。
这一重大发现是戴甲培教授研究团队长期研究积累的结果。从2007年开始，该团队致力于生物光子与神经功能的研究，这是一个新的研究领域。2010年，该研究团队发明了一种简单而又新颖的生物光子检测技术（生物光子原位自显影），以此首次证实了生物光子能在神经纤维上传递，在生物光子研究领域引起了关注（Photochem. Photobiol. Sci. 2010, 9:315-322）。2013年底，团队研发成功了高分辨率的超弱生物光子成像系统，可检测神经组织生物光子，并且首先报道了神经系统最丰富的兴奋性神经递质-谷氨酸能诱导出神经回路特征性的生物光子的活动和传递，提出了生物光子传递（Biophotonic transmission）新概念(PLoS One. 2014, 15;9:e85643)。这一发现，不但使一些生物物理学家早期提出的“量子脑”概念得到了重要的实验支持，并系统讨论了生物光子可能作为新的神经信号传递和处理媒介在神经功能中的作用(J Photochem Photobiol B. 2014, 139:71-5)。戴甲培教授研究团队坚持不懈，最终在2016年取得了最新研究成果。
（编辑：杨征 来源：党委宣传部）
