神經科學的一個巨大挑戰是瞭解神經元如何交流。許多研究報告稱，生物光子來自細胞內發生的許多代謝過程。生物光子的主要來源被認為是線粒體，這是大多數代謝反應發生的細胞器。生物光子似乎是由氧化代謝、激發和隨後到活性氧的穩定狀態的過程產生的。生物光子很可能被細胞內的許多生色團吸收，包括卟啉環、黃素、吡啶環、脂質生色團、芳香族氨基酸和細胞色素 c 氧化酶。這種吸收——無論是由相同的還是相鄰的（也稱為旁觀者）細胞——都會導致電活動的變化。微管也被懷疑在這個過程中發揮作用，參與訊號的細胞內傳輸。從生物光子產生到吸收有一個明顯的延遲，稱為延遲發光；這種延遲的長度提供了有關細胞功能狀態的關鍵資訊。生物光子有兩個顯著的特徵。首先，以相當寬的波長範圍發射，從紫外到紅光和近紅外範圍（即 200-950 nm）。如此廣泛的範圍開啟了該範圍內的特定波長與不同細胞反應和不同體內平衡狀態相關的可能性。其次，這種來自神經元的自生光並不明亮，肉眼無法檢測到，甚至相對敏感的輻射計也無法檢測到，而只能使用超靈敏的光檢測裝置，例如光電倍增管或非常特定的組織學染色。生物光子強度和波長都可以根據細胞內穩態的特定狀態而變化。例如，癌細胞和非癌細胞之間明顯的生物光子的數量和波長存在明顯差異。
來自澳大利亞悉尼大學的John Mitrofanis團隊認為，神經元可以自行產生一系列波長的光，從紫外線到紅光和近紅外光；並且這種被稱為生物光子的光在進化過程中已成為神經元之間的一種交流方式，相互告知其不同的活動狀態和體內平衡。當神經元受損或陷入困境時，生物光子也可用於修復自身或他人。建議光生物調節的有益影響可能會影響這種生物光子通訊和修復網路的參與。儘管對於生物光子的產生方式和原因以及它們的確切功能意義尚不清楚，但解碼生物光子通訊和修復網路的治療意義是巨大的。從技術上講，開發一種超靈敏的生物光子檢測裝置，可以識別活人大腦中受損和/或受損神經元的線粒體病理，然後指導治療干預（例如，靶向光生物調節），這將是一個值得努力和探索的目標。
文章在《中國神經再生研究（英文版）》雜誌2022年 6 月 6 期發表。
文章來源： Moro C, Liebert A, Hamilton C, Pasqual N, Jeffery G, Stone J, Mitrofanis J (2022) The code of light: do neurons generate light to communicate and repair? Neural Regen Res 17(6):1251-1252.
