關於生物神經系統物理機理的若干猜想

理解：大方無隅，大器免成。大音希聲，大象無形。生命應該是是一種狀態，是物理場和頻率組合的狀態……

劉國治，中國科學院院士

作為一名不懂生物的科技工作者，一直試圖從物理的角度探討生物神經系統物理機理，如生物神經信息載體的物理場及頻率、生物神經信號是如何產生和傳輸等。提出主要猜想如下：

猜想之一

生物神經信號的物理場應為太赫茲(THz)到紅外的高頻電磁場，最可能頻率範圍應在THz到百THz。可以把0.5~100 THz的電磁波稱為太赫茲電磁波，把有關研究可稱為太赫茲生物學。

猜想之二

生物神經中電磁信號的產生、傳輸和耦合等是微納尺度上的，有些甚至是單分子結構水平上的，應符合電磁場和量子理論。神經系統中離子和分子的量子能態是信號產生、放大和耦合的重要因素，生物信息存儲也應是以分子量子態為載體的。有關量子理論的研究應為重點。

猜想之三

生物神經系統中軸突上的朗飛結是一具有較強自動調節特性的神經信號「中繼放大器」，其應是神經系統中的能量主要消耗點; 神經細胞體應是具有信息儲存、處理和交換等功能一體的基本單元。

猜想之四

環境溫度對神經系統中THz信號產生及傳輸等具有重要影響。THz信號在神經系統中的傳輸速度隨溫度變化，當溫度過高或過低時，生物神經系統中的THz信號將不能有效傳輸。

猜想之五

生物體內應有豐富的THz電磁信息，這些THz電磁信息的探測表徵將可以用於生物狀態(如健康狀態等)的診斷，並將會有諸多新的發現和新的診斷方法發明，包括有源診斷和無源診斷。無源診斷不會對生物體產生干擾和擾動，具有其他方法不具有的優勢。同時 THz電磁信號在一定條件下將與生物體發生相互作用，很可能成為未來治病的一個重要手段，也應是致病並應注意防護的一個重要物理因素。

猜想之六

人體神經系統，應是世界上最科學高效、有機一體的網路信息系統。人類應特別重視向人體學習借鑒，把研發出類人體神經系統這樣的科學高效網路信息體系作為研究追求的目標。

以上猜想，因精力有限，沒有做太多具體深入研究工作，發表主要是希望能引起大家的討論，也希望生物領域的研究人員能更多地從物理角度開展研究。

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