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【重磅新闻】Natural Science发表学者孙作东最新理论成果

发布时间：

2022-11-08

本网讯（通讯员王爱丽）犹如工程天线一样，单个神经元不但能够发射电磁波，还能够接收电磁波，神经元与神经元之间的信息传递可通过电磁波，意识的本质应是电磁波。日前，黑龙江省亚欧脑科学研究院孙作东研究员完成的一项学术成果Neurons Can Generate Electromagnetic Waves（神经元能够产生电磁波），在国际期刊Natural Science正式发表。这是一项重大学术突破，在国际上尚属首次，将为人类揭示意识的真正本质提供基础理论支持。神经元由胞体、树突和轴突几个部分组成，是脑的基本功能单位。早在17世纪晚期，人们便了解大脑是通过电脉冲传递信息的。但直到一个世纪以后，圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔，才在他的动态极化理论中描述了信息是如何在单个神经元内部传递的——电信号从神经元的树突传递到细胞体，最后由细胞体传递到轴突。那么，神经元与神经元之间，又是依靠什么传递信息的呢？

重大学术突破：神经元能够产生电磁波

神经元由胞体、树突和轴突几个部分组成，是脑的基本功能单位。早在17世纪晚期，人们便了解大脑是通过电脉冲传递信息的。但直到一个世纪以后，圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔，才在他的动态极化理论中描述了信息是如何在单个神经元内部传递的——电信号从神经元的树突传递到细胞体，最后由细胞体传递到轴突。那么，神经元与神经元之间，又是依靠什么传递信息的呢？

普遍的观点认为：神经电脉冲沿着轴突传递到末端，轴突末端将化学神经递质释放到突触间隙中，然后这种神经递质会作用于突触后的树突或细胞体，也就是“电→化学→电”的传导方式，相当于工程中的“有线传播”。孙作东认为，“电→化学→电”的传导方式，不是事实的全部。神经元与神经元之间的信息传导方式还应包括“无线传播”，也就是电磁波。这样，就必须找到神经元能够产生电磁波的“开场源”。最终，孙作东研究员发现了神经元能够产生电磁波的必备条件——加速运动的电荷和天线。

基于麦金农实验室测得的钾离子通道三维晶体结构，孙作东创建了钾离子通道折纸风车模型（2019）；基于霍奇金和赫胥黎细胞动作电位实验结果，孙作东提出了细胞膜面积守恒定律与离子不等量方程（2020）。在以上基础上，依据麦克斯韦电磁理论，他详细物化和量化了神经元能够产生电磁波的全过程，并指出了神经元能够产生电磁波的物质基础，是细胞膜内表面阳离子互相置换的结果，特别是钠离子与钾离子。论文中，作者还给出了七个可证伪方案。

孙作东解释，通常意义上所说的脑电波还不是电磁波，所测得的波形仅仅是电压随时间波动的图谱。而脑电波、脑电图、人工智能（AI）尚未真正触及到“脑奥秘”。尽管很早以前，就有人猜测神经元可能会产生电磁波，但神经元到底能不能产生电磁波？如何产生电磁波？如同“黑匣子”一般，还是个谜。作者在论文的讨论部分，发出了如下有趣而深刻的科学之问——

在人类的“脑海”中，有没有所谓的电离层？会不会是脑脊液呢？我们脑中的电磁波，是否有可能穿越“脑脊液”而在空中飘荡呢？还有，人类的心灵感应又该如何解释？细胞膜的磷脂双分子层是可以流动的轻油液体，是否可以看成细胞的“电离层”？此外，单个神经元相当于一个有独立思考的人，神经元与神经元之间的信息交流，是否也像人和人之间交流一样，有所保留？动物和人是否也一样，理论上都能产生电磁波？孙作东推测，脑内电磁波若离开“脑源”，其最终归宿应与工程技术中的电磁波相同，有的被电离层反射，有的被电离层吸收，有的穿越电离层而“逃逸”。电磁波是能量波，永不消失。

弗朗西斯·克里克认为，“从人类历史发展的角度看，脑研究的主要目标不仅仅是理解和诊治各种脑疾病，尽管这很重要，而更主要的是掌握人类灵魂的真正本质”。孙作东非常赞同克里克的观点，认为科学探索无禁区。他在论文的最后还特别指出，脑是座特大金矿，而破解脑奥秘又太重要，应是“多兵种”联合作战，不应仅仅是脑科学家的事，更不能没有物理学家、化学家、数学家的参与。（来源：中国脑科学网）