論文の概要: First experimental measurements of biophotons from Astrocytes and Glioblastoma cell cultures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.05792v1
• Date: Tue, 07 Oct 2025 11:10:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-08 17:57:08.219242
• Title: First experimental measurements of biophotons from Astrocytes and Glioblastoma cell cultures
• Title（参考訳）: AstrocytesおよびGlioblastoma cell cultureからのバイオフォトンの最初の実験的測定
• Authors: L. De Paolis, E. Pace, C. Mazzanti, M. Morelli, F. Di Lorenzo, L. Tonello, C. Curceanu, A. Clozza, M. Grandi, I. Davoli, A. Gemignani, P. Grigolini, M. Benfatto,
• Abstract要約: バイオフォトンは非熱的および非生物発光の超微弱光子放射である。 近年の関心は、細胞コミュニケーションと疾患モニタリングにおけるバイオフォトンの役割に焦点を当てている。 本研究は培養アストロサイトおよびグリオ芽腫細胞からのバイオフォトン放射能測定の初めての試みである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Biophotons are non-thermal and non-bioluminescent ultraweak photon emissions, first hypothesised by Gurwitsch in 1924 as a regulatory mechanism in cell division, and then experimentally observed in living organisms. Today, two main hypotheses explain their origin: stochastic decay of excited molecules and coherent electromagnetic fields produced in biochemical processes. Recent interest focuses on the role of biophotons in cellular communication and disease monitoring. This study presents the first campaign of biophoton emission measurements from cultured astrocytes and glioblastoma cells, conducted at Fondazione Pisana per la Scienza (FPS) using two ultra-sensitive setups developed by the collaboration at the National Laboratories of Frascati (LNF-INFN) and at the University of Rome II - Tor Vergata. The statistical analyses of the data collected revealed a clear separation between cellular signals and dark noise, confirming the high sensitivity of the apparatuses. The Diffusion Entropy Analysis (DEA) was applied to the data to uncover dynamic patterns, revealing anomalous diffusion and long-range memory effects potentially related to intercellular signalling and cellular communication. These findings support the hypothesis that biophoton emissions encode rich information beyond intensity, reflecting metabolic and pathological states. The differences that emerged from the application of Diffusion Entropy Analysis to the biophotonic signals of Astrocytes and Glioblastoma are highlighted and discussed in the paper. This work lays the foundation for future studies on neuronal cultures and proposes biophoton dynamics as a promising tool for non-invasive diagnostics and cellular communication research.
• Abstract（参考訳）: バイオフォトン(英: Biophotons)は、1924年にグルウィッチによって細胞分裂の制御機構として初めて仮説され、生物で実験的に観察された非熱的および非生物発光の超弱光子放射である。 今日、2つの主要な仮説は、励起分子の確率的崩壊と、生化学過程で生成されるコヒーレント電磁場である。 近年の関心は、細胞コミュニケーションと疾患モニタリングにおけるバイオフォトンの役割に焦点を当てている。 本研究は、Fondazione Pisana per la Scienza(FPS)において、Frascati国立研究所(LNF-INFN)とローマ大学Tor Vergata(Tor Vergata)で共同で開発された2つの超感光性装置を用いて、培養アストロサイトおよびグリオ芽腫細胞からのバイオフォトン放射測定を初めて行った。 収集したデータの統計的分析により、セル信号とダークノイズの明確な分離が明らかとなり、装置の高感度が確認された。 拡散エントロピー解析 (DEA) を用いて動的パターンを解明し, 細胞間シグナル伝達や細胞間通信に関連する可能性のある異常な拡散と長距離記憶効果を明らかにした。 これらの知見は、生体光子放出が、代謝状態や病理状態を反映して、強度を超える豊富な情報を符号化する仮説を支持している。 拡散エントロピー解析のアストロサイトとグリオ芽腫の生写真信号への応用から生じた相違について,本論文で概説した。 本研究は今後の神経培養研究の基礎を築き、非侵襲的診断と細胞間コミュニケーション研究のための有望なツールとしてバイオフォトンダイナミクスを提案する。

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