Daten und Hypothesen zum Vitalfeld
Grundlegende Überlegungen zum Vitalfeld
Die Grundprozesse lebender Organismen sind biochemischer Art. Durch biochemische Prozesse wird unsere Nahrung aufgespalten und abgebaut. Daraus werden Energie und Baustoffe gewonnen. Die Forschung entschlüsselt immer mehr Einzelheiten der biochemischen Prozesse, wobei sich aber gleichzeitig herausstellt, wie immens komplex die Zusammenhänge sind. Jede neue Einzelheit, die entdeckt wird, zieht eine große Zahl möglicher zusätzlicher Wechselwirkungen mit anderen Prozessen nach sich. So entdecken wir einerseits immer mehr Fakten, laufen auf der anderen Seite allerdings Gefahr, den Gesamtüberblick immer mehr zu verlieren. Einen schönen Eindruck über die Komplexität bietet das folgende Diagramm der wichtigsten Stoffwechselwege in einer Zelle.
Unsere Wissenschaft ist oft stark reduktionistisch orientiert. D.h. man konzentriert sich darauf, die kleinsten Einzelheiten zu entdecken und meint, dass man damit auch verstanden hat, wie das Ganze funktioniert. Im Großen und Ganzen stimmt dies aber nicht. Gerade die Koordination mancher biochemischer Prozesse gibt noch große Rätsel auf. So schrieb die Universität Amsterdam vor einiger Zeit auf ihrer Website:
Während wir bereits viel wissen von Genen und Proteinen, ist die folgende Frage immer noch völlig offen: Wie kooperieren Gene, Proteine und andere Moleküle, um die Zelle funktionieren zu lassen? Die Antwort kann aus der Kenntnis der einzelnen Komponenten nicht gefunden werden. Im Gegenteil, das zelluläre Know-how resultiert nur aus der Zusammenarbeit vieler Komponenten.
Diese Sachlage wurde ebenfalls sehr zutreffend von Dr. R.O. Becker in seinem Buch Heilkraft und Gefahren der Elektrizität formuliert [BECKER 1994]:
Was die Wissenschaft geleistet hat, ist offensichtlich nur die Beschreibung dieser Prozesse. Was fehlt, ist der Einblick in das Steuerungssystem, das diesen Prozess in Gang setzt und ihn dann so reguliert, dass das gewünschte Ergebnis herauskommt. Ohne das Wirken eines solchen Systems, würde nichts geschehen, ob es sich nun um das Heilen einer Schnittwunde oder um die Befruchtung eines menschlichen Eis handelt.
Diese Behauptung wird am Beispiel der Regeneration von abgetrennten Gliedmaßen beim Salamander von Dr. Becker weiter erläutert:
Dass es den Prozess der Regeneration überhaupt gibt, steht in direktem Widerspruch zu einigen der grundlegenden Dogmen der chemisch-mechanistischen Lehre. Nach diesen Ansichten sind Heilungsprozesse rein lokale Erscheinungen ohne Bezug zum Organismus als Ganzem und werden nur von den lokalen Gegebenheiten in Gang gesetzt. Ganz offensichtlich muss der Regenerationsprozess beim Salamander mit dem gesamten übrigen Organismus durch irgendein energetisches Verfahren in engster Verbindung stehen, das den ganzen Organismus in einer Weise umfasst und organisiert, die durch das chemische Paradigma nicht erklärt werden kann.
Offensichtlich ist irgendein Verfahren, Feld oder Organisationsprinzip vorhanden, wodurch:
- festgestellt wird, dass und wie viel vom Gliedmaß fehlt
- der Wachstumsvorgang überwacht und koordiniert wird
- festgestellt wird, wann der Wachstumsvorgang beendet werden sollte.
Mit rein biochemischen Prozessen kann die Steuerung eines solchen Regenerationsablaufs nicht völlig erklärt werden. Man braucht etwas Zusätzliches, nicht nur für die Koordination bei der Regeneration eines Gliedmaßes des Salamanders, sondern auch für die Koordination vieler komplexer Lebensprozesse im Körper. Etliche Forscher, die sich die Mühe machen, die Vorgänge im Körper ganzheitlich zu betrachten, kommen übrigens zur gleichen Schlussfolgerung [BECKER 1994, RUBIK 2002, LIBOFF 2004].
Dieses „Zusätzliche“ haben wir das Vitalfeld genannt.
Definition des Vitalfelds
Alle körpereigenen elektromagnetischen Energien zusammen werden als Vitalfeld bezeichnet, da sie nur in lebenden vitalen Organismen auftreten und ein elektromagnetisches Feld bilden.
Das Vitalfeld unterscheidet sich dabei von Person zu Person wie ein Fingerabdruck. Es wird u. a. von den individuellen Eigenschaften, Belastungen und Mangelzuständen geprägt. Es ist somit ein elektromagnetisches Abbild der körperlichen Situation.
Ein Teil dieses elektromagnetischen Feldes bildet die Infrarot(Wärme)-Abstrahlung des Körpers.
Wie in der Abbildung dargestellt, beeinflussen Vitalfeld und Biochemie sich gegenseitig und sind beide für die Instandhaltung eines lebenden Organismus notwendig.
In den folgenden Abschnitten wird eine große Zahl von elektromagnetischen Phänomenen im Körper beschrieben, die als Teil des Vitalfelds betrachtet werden.
Elektromagnetische Felder im Körper
Elektrische Felder sind überall im Körper vorhanden. Sie werden von ungleichmäßigen Verteilungen von Plus- und Minusladungen in der Zelle verursacht. Diese sind nicht konstant, sondern variieren mit langsameren oder schnelleren Rhythmen, wobei sie zusätzlich magnetische Felder und elektromagnetische Abstrahlung erzeugen.
Jede Zellmembran verfügt über eine elektrische Spannung, welche etwa 70 mV (Millivolt) beträgt. Dies gilt nicht nur für die Zelle selbst, sondern auch für ihre Organellen wie z.B. die Mitochondrien und das endoplasmatische Retikulum. Die Höhe der Membranspannung mag nach unseren Maßstäben nicht sehr hoch sein, auf zellularer Ebene ist sie aber gigantisch.
Dabei ist zu bedenken, dass nicht die Spannung selbst die entscheidende Größe ist, sondern die Spannungsänderung, geteilt durch die zugehörige Distanz, worüber die Änderung stattfindet. Diese Größe wird Feldgradient oder Spannungsgradient genannt. Elektrische Felder üben mittels ihrer Feldgradienten Kräfte (z.B. auf Ionen) aus. Die absolute Größe des Feldes spielt dabei keine Rolle.
Nun sind gerade die Feldgradienten bei den Membranen sehr hoch, weil die Membranen so dünn sind, nämlich ca. 5 nm = 0,000 000 005 m (5 Nanometer = 5 milliardstel Meter). Für den Feldgradienten findet man somit den Wert von 50 mV / 5 nm = 0,05 V / 0,000 000 005 m = 10.000.000 V/m. In Worten: 10 Millionen Volt pro Meter. Dies ist tatsächlich ein sehr hoher Wert.
Ein vergleichendes Beispiel: Stellt man zwei Metallkugeln in einem Abstand von einem Meter zueinander auf, erdet eine und versucht, die zweite aufzuladen, kann man bei weitem keine 10 Millionen Volt erreichen. Es würde lange vorher zwischen den beiden Kugeln anfangen zu blitzen und zu krachen. Durch diese Blitzentladungen verliert die Kugel dauernd die aufgebrachte Ladung. Wahrscheinlich kann nicht einmal eine Million Volt erreicht werden. Solche elektrischen Gradienten sind in der Zelle standardmäßig vorhanden und spielen eine wesentliche Rolle bei der Lenkung von Ionen.
Nun sind diese Membrangradienten schon lange bekannt. Bis vor kurzem ging man davon aus, dass auf kurze Distanz zur Membran die Spannung auf null zurückfallen würde und ab dem Punkt auch kein Feldgradient mehr vorhanden sein würde. Dieses Bild wurde aber von einer Veröffentlichung von Tyner et al. aus 2007 "Nanosized Voltmeter Enables Cellular-Wide Electric Field Mapping" [TYNER 2007] umgeworfen. Mit einer neuartigen Messmethode konnten erstmals Feldgradienten innerhalb der Zelle an von Membranen entfernten Stellen gemessen werden. Zum Erstaunen der Autoren, und vermutlich dem vieler Kollegen, wurden sehr hohe Werte gefunden. Der an 10 Stellen gemessene Wert des Feldgradienten betrug im Schnitt mehr als zwei Millionen V/m. Es sieht demnach danach aus, dass Zellen ganz von elektrischen Feldgradienten durchzogen sind. Es ist nur logisch daraus zu schließen, dass diese dann auch einen Sinn haben werden. Welcher Sinn das genau ist, ist vorläufig noch ungeklärt. Nach unserer Hypothese sind sie Teil des Vitalfelds.
Seit dem 19. Jahrhundert ist bereits bekannt, dass bei Gewebeverletzungen elektrische Ströme auftreten. Diese Ströme wurden Verletzungsströme genannt. Dr. R.O. Becker entdeckte in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts, dass sie während der Heilungsphase ihre Polarität wechseln [BECKER 1994]. In Zusammenhang mit den Strömen kann eine elektrische Spannung (und somit ein elektrischer Feldgradient) zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten der Verletzung gemessen werden. Dr. Becker kam zum Schluss, dass hier ein elektrisches System zugrunde liegt, das erst signalisiert, dass ein Problem vorhanden ist (= die eine Polarität) und anschließend die Reparatur reguliert (= die andere Polarität). Neuere Untersuchungen haben gezeigt, dass mit diesem Feldgradienten mehrere Prozesse, die zur Heilung beitragen, gesteuert werden. Dazu zählen u.a. die Migration von Zellen zur Wunde hin, die Teilungsgeschwindigkeit von Zellen und die Entstehung von neuen Nervenzellen. Ein guter Überblick ist in der Veröffentlichung von McCaig et al. aus 2005 zu finden: "Controlling Cell Behavior Electrically: Current Views and Future Potential" [MCCAIG 2005].
Schon lange ist bekannt, dass Knochen sich nach dem Grad der Beanspruchung anpassen. Sie wachsen dort, wo sie viel beansprucht werden, und bauen ab, wo sie wenig beansprucht werden. Diese Tatsache ist als das Wolffsche Gesetz bekannt (nach dem deutschen Arzt Julius Wolff, Ende des 19. Jahrhunderts). Bei diesem Prozess wird Knochensubstanz von knochenabbauenden Zellen abgebaut und an den entsprechenden Stellen von knochenaufbauenden Zellen neu aufgebaut. Der genaue Mechanismus der Steuerung dieser Vorgänge ist allerdings noch nicht bekannt. Ein interessanter Hinweis wird aber durch den piezoelektrischen Effekt gegeben. Dieser Effekt besagt, dass bestimmte Stoffe, wenn sie unter Druck gebracht werden, eine elektrische Spannung an der Oberfläche erzeugen. Von den japanischen Forschern Fukada und Yasuda wurde 1957 entdeckt, dass Knochensubstanz ebenfalls diesen Effekt aufweist [FUKADA 1957]. Darauf wurde von anderen Forschern die Hypothese entwickelt, dass Größe und Richtung dieser Spannung eine Rolle spielen können, bei der Differenzierung von undifferenzierten Knochenzellen in aufbauende Zellen oder abbauende Zellen. An der Druckseite (belasteten Seite) des Knochens hat die Piezospannung, verglichen mit der Zugseite (unbelasteten Seite), die entgegengesetzte Polarität. Somit würde an der belasteten Seite die Bildung von aufbauenden Zellen gefördert werden und an der unbelasteten Seite die Bildung von abbauenden Zellen.
Elektrische Felder während Zellteilung und Embryogenese
Experimente an Embryos von Hühner und Amphibien haben gezeigt, dass während der ganzen Entwicklung an der Oberfläche des Embryos elektrische Felder gemessen werden können, welche eine wesentliche Rolle beim Wachstum zu spielen scheinen. Wenn diese Felder gestört werden, z.B. dadurch, dass man die Amphibienembryos einem externen Feld aussetzt, können Entwicklungsfehler vorkommen. Interessant ist dabei, dass bei diesen Amphibien die Fehler mit einer bestimmten Entwicklungsphase verknüpft sind. Wurde das externe Feld während der Neurulation eingeschaltet, gab es bei der Mehrzahl der Amphibien Entwicklungsfehler. Wenn es während der Gastrulation eingeschalten war, blieben Entwicklungsfehler aus [MCCAIG 2005].
Spannungsgradienten hängen mit dem Auftreten von elektrischen Strömen zusammen. Bei der Entwicklung von Hühnerembryos können in unterschiedlichen Phasen unterschiedliche Ströme gemessen werden, die an bestimmten Stellen auf den Embryo zufließen oder vom Embryo abfließen. Bei Experimenten, in denen diese Ströme während einer bestimmten Entwicklungsphase teilweise eingeschränkt wurden, zeigten danach über 90% der Embryos schwere Entwicklungsfehler [MCCAIG 2005].
Die Ergebnisse dieser Experimente legen nahe, dass die Spannungsgradienten, die mit der Entwicklung von Embryos zusammenhängen, eine Art von Blaudruck für die sich entwickelnden räumlichen Strukturen bilden. Während des Wachstums ändert sich der Blaudruck dauernd im Hinblick auf die nächsten Strukturen die an der Reihe sind, entwickelt zu werden.
Diesen variablen elektrischen Blaudruck interpretieren wir als Teil des Vitalfelds.
Eine sehr schöne Illustration der möglichen Existenz eines solchen Blaudrucks wurde jahrelang von Prof. F.A. Popp in seinen Vorträgen bezüglich der Zellteilung gezeigt [POPP 2003]. Die Frage die dabei diskutiert wurde ist: Wie kann es sein, dass die Zellteilung fast oder ganz fehlerfrei verläuft? Wenn alles nach zufälligen, statistischen Prozessen ablaufen würde – wie die klassische Biochemie meint – müssten bei jedem Prozess Fehlerquoten auftreten, die nach statistischen Methoden errechenbar sind. Diese Fehlerquoten wären aber viel höher als die wirklich auftretenden. Nach statistisch errechneten Fehlerquoten hätte es die Menschheit nie gegeben.
In der Prophase der Zellteilung werden die mitotischen Spindel ausgebildet. Sie bestehen aus Mikrotubuli, welche radial von den beiden Zentrosomen, die sich an gegenüberliegenden Seiten des Zellkerns angeordnet haben, ausgehen. Es ist schon schwer vorstellbar, dass so etwas durch und durch organisiertes nach rein zufälligen, statistischen Prozessen ablaufen soll. Eine interessante Möglichkeit, die räumliche Struktur der mitotischen Spindel vorzugeben und damit auch anzusteuern, wurde von Prof. Popp und seinen Mitarbeitern gefunden. Sie berechneten die elektrischen Feldstrukturen, die in der Zelle auftreten können, wenn sie als Hohlraumresonator funktioniert. Es stellt sich heraus, dass bei einer bestimmten Hohlraumschwingung (der TM11-Modus) eine räumliche Struktur entsteht, die mit der der mitotischen Spindel gut zusammenfällt. So liegt die Vermutung nahe, dass elektrische Felder beim Durchlaufen der unterschiedlichen Phasen der Zellteilung eine steuernde Rolle spielen.
Schwingende Zellen
Wenn elektrisch geladene Teilchen beschleunigt oder abgebremst werden, senden sie elektromagnetische Strahlung aus. Dies gilt auch für die sich in der Zelle hin und her bewegenden Ionen oder geladenen Teile von Proteinen. Die einzelnen Signale, von sich in der Zelle willkürlich umher bewegenden Teilchen, sind aber äußerst schwach und verursachen insgesamt nur ein elektromagnetisches Hintergrundrauschen, welches erstens fast nicht detektiert werden kann und zweitens anscheinend keine sinnvolle Information vermitteln kann.
Anders wird es, wenn mehrere solcher Teilchen gleichzeitig gemeinsame Bewegungen durchführen, vor allem wenn es sich um länger andauernde Schwingungen mit konstanter Frequenz handelt. Die abgestrahlten elektromagnetischen Signale addieren sich in dem Fall zu einem stärkeren Signal mit der gleichen Frequenz, wodurch sie leichter detektierbar werden. Auch die mechanische Schwingung wird natürlich umso kräftiger, je mehr Teilchen daran beteiligt sind.
Mechanische Schwingungen der Zellwand können heute mit ganz feinen mikroskopischen Methoden nachgewiesen werden. In einer Arbeit von Pelling et al. [PELLING 2004] wurde an normal funktionierenden Hefezellen gemessen. Sie konnten eine ausgeprägte permanente Schwingung der Zellwand feststellen, mit einer temperaturabhängigen Frequenz von 0,873 kHz bei 22°C bis 1,634 kHz bei 30°C. Die Amplitude der Schwingung betrug etwa 3 nm, das ist weniger als die Dicke der Zellwand.
Dies zeigt, wie ungeheuer genau heute solche Schwingungen gemessen werden können.
Die Autoren schlussfolgern: "Die mit der Schwingung einhergehenden Kräfte legen nahe, dass daran die gemeinsame Aktion von molekularen Motorproteinen zugrunde liegt. Die Bewegung könnte Teil eines Kommunikationswegs sein oder zu einem Pumpmechanismus gehören, wodurch Chemikalien durch die Zellwand getrieben werden. Mit unseren Experimenten wurde ein neuer Aspekt der Hefezellen Biologie entdeckt: die dynamische nanomechanische Aktivität der Zellwand."
Eine Prager Forschungsgruppe hat es geschafft, bei einer Kultur ähnlicher Hefezellen, sowohl die mechanischen Schwingungen als auch die abgestrahlten elektromagnetischen Schwingungen zu messen. Dies ist sehr schwierig, weil die elektromagnetische Abstrahlung äußerst schwach ist. Trotzdem konnte bestätigt werden, dass das abgestrahlte Spektrum einen Peak bei 0,8 kHz hatte, genau bei der Frequenz der mechanischen Schwingung. [POKORNY 2008, CIFRA 2009]
Forscher sind deshalb an solchen Schwingungen interessiert, weil damit kooperative Phänomene in der Zelle nachgewiesen werden können. Das alte Bild der Zelle, als ein Sack mit Wasser, in dem Ionen, Proteine usw. durch willkürliche Diffusion (Wärmebewegung) hin und her wandern und sich nur zufällig begegnen, verschiebt sich durch solche Forschungen immer mehr Richtung eines Bildes der Zelle, in der eine große Zahl zielgerichteter und koordinierter Aktionen stattfindet. Die Frage bleibt, wodurch die Aktionen denn koordiniert werden. Wir meinen, dass dies sehr gut das Vitalfeld sein könnte.
Elektromagnetische Abstrahlung des Körpers
Die Schwarzkörperstrahlung
Die elektromagnetischen Vorgänge, die sich im Körper abspielen, machen sich auch über die Grenzen des Körpers hinaus bemerkbar. Der Körper gibt elektromagnetische Strahlung in einem sehr großen Frequenzbereich ab. Das gilt auch für tote Materie und damit auch für tote Körper. Dieses Phänomen ist generell als die Schwarzkörperstrahlung bekannt. Die Schwarzkörperstrahlung gibt den idealisierten Strahlungsverlauf eines vollkommenen schwarzen Körpers wieder und kann mit der Planckschen Formel berechnet werden. Dies ist eine theoretische Näherung, die von keinem realen Körper genau erreicht werden kann. Die Formel der Schwarzkörperstrahlung ist trotzdem sehr nützlich, weil sie den globalen Verlauf der Abstrahlung realer Gegenstände nach Funktion, Temperatur und Wellenlänge gut wiedergibt.
Reale Gegenstände, ob tot oder lebendig, zeigen Abweichungen vom Verlauf der idealen Schwarzkörperstrahlung, welche stoffspezifisch sind. So kommt es bei jedem Stoff zu einem charakteristischen Abstrahlspektrum. Die Abstrahlung wird in Energiedichte (oder in Anzahl Photonen pro Wellenlänge) angegeben.
Die glatte Kurve ist die der idealen Schwarzkörperstrahlung. Die gefärbte Kurve darunter stellt die irgendeines realen Gegenstandes dar. Die realen Kurven sind unterschiedlich für unterschiedliche Stoffe. Bei toten Stoffen liegen die realen Abstrahlungen immer niedriger als die der idealen Schwarzkörperkurve, wie auch hier in diesem Beispiel. Die Abstrahlung rechts vom sichtbaren Licht wird Wärmestrahlung oder Infrarotstrahlung genannt.
Bei lebenden Organismen zeigt sich im Großen und Ganzen das gleiche Bild. Nur ist die Kurve nicht stabil in der Zeit. Die Abstrahlung kann variieren, abhängig davon wie aktiv die unterschiedlichen Prozesse im Organismus gerade sind. Dabei können in unterschiedlichen Frequenzbereichen unterschiedliche Variationen auftreten. Zusätzlich können die Abstrahlungen bei lebenden Organismen auch oberhalb von der idealen Schwarzkörperkurve liegen. Dies ist z.B. im tiefen Frequenzbereich bei den Hirnwellen und im hohen Frequenzbereich bei sichtbarem und bei sichtbarem Licht (= Biophotonen) der Fall.
Sinnvolle Messungen an lebenden Organismen betreffen besonders die Detektion der Abweichungen der Schwarzkörperstrahlung und deren Variationen. Prinzipiell sind solche Messungen nicht leicht durchzuführen, weil alle Gegenstände im Labor, einschließlich der Messgeräte selbst, Schwarzkörperstrahlung aussenden, die zusammen ein großes "Hintergrundrauschen" verursachen.
Abstrahlung im Frequenzbereich von 0 Hz bis 1000 Hz
In diesem Bereich zeigt der Körper große Aktivität. Am bekanntesten sind darin Hirn- und Herzwellen. Man unterscheidet mehrere Typen von Hirnwellen, die sich durch unterschiedliche Frequenzbereiche auszeichnen.
Obwohl man nicht genau weiß, wie Hirnwellen entstehen, kann die gemessene Struktur der Hirnwellen trotzdem für diagnostische Zwecke eingesetzt werden. Im Laufe der Jahre sind so viele Hirnwellen gemessen worden, dass man mehrere Hirnabweichungen an unterschiedliche abweichende Formen von Hirnwellen koppeln kann.
Normalerweise werden Hirn- und Herzwellen mit Klebeelektroden am Körper gemessen. Man misst dabei die elektrischen Signale aus dem Körperinneren an der Hautoberfläche. Diese Signale werden aber ebenfalls vom Körper abgestrahlt und sind somit auch außerhalb des Körpers messbar. Obwohl sie außerhalb des Körpers sehr schwach sind, können sie mit empfindlichen Magnetfeldmessgeräten (sog. SQUIDs) gemessen werden. Diese Messmethode ist als Magnetoenzephalographie (MEG) bekannt. MEG-Geräte sind komplex und vergleichsweise teuer. Für den Betrieb wird zur Kühlung flüssiges Helium benötigt. Moderne Ganzkopf-MEG-Messgeräte verfügen über bis zu 300 Magnetfeldsensoren, welche in einer Art Helm eingebaut sind.
MEG-ähnliche Methoden werden ebenfalls für die Messung der Herzaktivität (Magnetocardiographie – MCG), die des Gastrointestinalen Systems (Magnetogastrographie – MGG) und für die Messung von Muskelaktivität (Magnetomyographie – MMG) eingesetzt. Eine andere interessante Anwendung betrifft der Unterscheidung zwischen bösartigen und gutartigen Prostattumoren mittels der Messung der magnetischen Aktivität im 2 – 7 Hz Bereich. In einer Veröffentlichung von Anninos (2007) "Biomagnetic Activity in Prostate Cancer and Benign Prostate Hyperplasia" konnte nachgewiesen werden, dass mit dieser schnellen nicht-invasiven Technik die bösartigen Tumoren mit 95% Sicherheit von den gutartigen Tumoren unterschieden werden konnten.
Abstrahlung im Frequenzbereich von 1 kHz bis 300 MHz
Hier gibt es nur wenige Daten zu menschlichen Körpern. An Zellkulturen sind Abstrahlungen um 1 kHz gemessen worden. Diese wurden im Abschnitt "Schwingende Zellen" bereits erläutert. Anscheinend laufen nur relativ wenige Körperprozesse in diesem Frequenzbereich ab, wodurch keine messbaren Signale aus dem Hintergrundrauschen hervortreten.
Abstrahlung im Frequenzbereich der Mikrowellen von 300 MHz bis 300 GHz
Dies ist der sog. Bereich der Mikrowellen. Mikrowellen sind elektromagnetische Wellen, deren Wellenlänge zwischen 1 m und 1 mm liegt. Innerhalb dieses Bereichs unterscheidet man die Dezimeterwellen (Wellenlänge von 1 m bis 1 dm, Frequenz 300 MHz – 3 GHz), die Zentimeterwellen (Wellenlänge von 1 dm bis 1 cm, Frequenz 3 GHz – 30 GHz) und die Millimeterwellen (Wellenlänge von 1 cm bis 1 mm, Frequenz 30 GHz – 300 GHz). Dieser ganze Frequenzbereich wird vielfach technisch und/oder wissenschaftlich eingesetzt. Beispiele sind: Mikrowellenherd, Radar, Mobilfunk, Bluetooth, WLAN, GPS-Systeme, Radioastronomie.
Wird ein Gegenstand wärmer, sendet er mehr Infrarotstrahlung und mehr Mikrowellen aus. Als ab etwa 1970 gute Mikrowellendetektoren auf dem Markt kamen, fing man an, diese Tatsache für diagnostische Zwecke auszunutzen. Weil Mikrowellen tiefer als Infrarotstrahlung ins Gewebe eindringen, werden sie insbesondere zur Temperaturbestimmung tiefer liegenden Schichten eingesetzt, um dort Tumore, verschiedenartige Durchblutungsstörungen, u. ä. aufzuspüren. Die Intensität dieser Mikrowellenstrahlung steht also im direkten Zusammenhang mit der Gewebetemperatur.
Es gibt aber Hinweise die darauf deuten, dass Organismen auch Mikrowellen produzieren können, die nicht direkt mit der Temperatur zusammenhängen. Bereits vor mehr als 40 Jahren sagte der Physiker Herbert Fröhlich (aufgrund von Berechnungen an den Dipoleigenschaften von Membranproteinen) voraus, dass Zellmembranen in diesem Bereich Schwingungen ausführen können. (H.Fröhlich 1968 "Long range coherence and energy storage in biological systems")
Die Therapie mit Mikrowellen ist seit Jahrzehnten, vor allem in Russland und der Ukraine bekannt. Im Zusammenhang damit hat man dort ebenfalls die vom Menschen ausgesandte Strahlung in diesem Bereich gemessen. Laut einer Notiz von Prof. Sergei Sitko soll zum ersten Mal 1997 durch seine Arbeitsgruppe in Kiev der Nachweis erbracht worden sein, dass Menschen auch nicht-temperaturabhängige Mikrowellenstrahlung aussenden. Dabei kann die Strahlung sowohl nach oben als auch nach unten von der temperaturabhängigen Strahlung abweichen. Diese Abweichungen haben ebenfalls diagnostischen Wert. Sie deuten auf Funktionsabweichungen und nicht auf Temperaturabweichungen hin.
Die technischen Möglichkeiten wurden seitdem von Moskauer Arbeitsgruppen zu einem funktionsfähigen Diagnosegerät weiterentwickelt. In einer Veröffentlichung aus 2006 wird von Avshalumov et al. "A new Information Technology for System Diagnosis of Functional Activity of Organs of the Human Body" ein Diagnosegerät vorgestellt, das die Mikrowellen analysiert indem die tieffrequenten Modulationen (0,01 Hz bis 30 Hz) herausgefiltert werden. Die Theorie dahinter ist, dass pathologische Körperobjekte mit diesen tiefen Frequenzen verbunden sind, welche die Mikrowellen-Abstrahlung entsprechend ändern. Organe können durch die Platzierung der Aufnahme-Antenne und durch Frequenzmuster zugeordnet werden.
Abstrahlung im Frequenzbereich der Infrarotstrahlung von 300 GHz bis 3,8 x 1014 Hz
Als Infrarot wird der Spektralbereich zwischen 300 GHz (=3×1011 Hz) bis 3,8 × 1014 Hz bezeichnet. Das hochfrequente Ende des Infrarots schließt am roten Bereich des sichtbaren Lichts an. Der entsprechende Wellenlängenbereich beginnt bei 780 nm (Grenze Rot/Infrarot) bis 1 mm. Das Maximum der Abstrahlung des menschlichen Körpers liegt in diesem Bereich. Infrarotstrahlung wird auch Wärmestrahlung genannt. Je wärmer ein Körper ist, desto mehr Infrarotstrahlung wird ausgesandt. Weil Menschen und andere Säugetiere Warmblüter sind, haben sie (meistens) eine etwas höhere Temperatur als die Umgebung. Sie sind daher mit Infrarotkameras leicht zu erkennen.
Weil der Mensch die meiste Strahlung in diesem Bereich aussendet, kann dieser Bereich auch am leichtesten für diagnostische Zwecke benutzt werden. Hier einige Beispiele:
- Pyrometrie: Zur Fiebermessung werden heute, z.B. in Krankenhäusern, Pyrometer verwendet, die die Temperatur im Ohr anhand der Wärmestrahlung im mittleren Infrarotbereich messen. Auf diese Weise kann die Temperaturbestimmung des Patienten quasi kontaktfrei in einigen Sekunden durchgeführt werden.
- Thermographie: Die Erstellung eines Profils der Hauttemperatur ist als Thermographie bekannt. Abweichungen am Profil können auf Krankheitssymptome, wie z.B. lokale Entzündungsherde hinweisen. Auch stellt die Thermographie ein Hilfsmittel bei der Früherkennung von Brusterkrankungen dar. Durch die Thermographie kann bereits das einsetzende Wachstum von Blutgefäßen zu einer Tumorzelle hin entdeckt werden, weil es mit Wärmeentwicklung einher geht und durch die Thermographie sichtbar gemacht werden kann.
- Regulations-Thermographie: Ebenfalls interessant ist die sog. Regulations-Thermographie. Dabei wird das Hauttemperaturprofil des Patienten zweimal gemessen, einmal vor und einmal nach dem Zufügen eines Kältereizes. Den dadurch ausgelösten Wärmeverlust reguliert das vegetative Nervensystem, indem es die Hautdurchblutung drosselt. Hautareale, die krankheitsbedingte Störimpulse aus dem Körperinneren empfangen, zeichnen sich dabei deutlich ab, denn sie reagieren auf den Kältereiz entweder überhaupt nicht oder überschießend. Bestimmte Störungen der Wärmeregulation der Haut gehen einer spürbaren Funktionseinschränkung oder Organerkrankung oft lange Zeit voraus. So kann drohenden Gesundheitsproblemen im Vorfeld begegnet werden.
Abstrahlung im Frequenzbereich des sichtbaren Lichts, Biophotonen
Der Frequenzbereich des sichtbaren Lichts läuft von etwa 3,8 ×1014 Hz (rotes Licht) bis etwa 7,9 ×1014 Hz (violettes Licht). Meistens werden die unterschiedlichen Lichtfarben durch ihre Wellenlängen angegeben. Die Grenze zum Infrarot liegt bei etwa 780 nm, die Grenze zum Ultraviolett bei etwa 380 nm.
Wenn man den ganzen Überblick der elektromagnetischen Strahlung betrachtet, ist es eigentlich erstaunlich, wie klein der Bereich ist den wir sehen können und somit als sichtbares Licht bezeichnen. Es gibt also riesige Frequenzbereiche, die wir mit unseren Augen nicht wahrnehmen können.
Wie oben bereits gesehen, fällt die Kurve der Schwarzkörperstrahlung in Richtung kleinerer Wellenlängen ganz steil ab. Bei Raumtemperatur oder Hauttemperatur wird somit keine Abstrahlung im sichtbaren Bereich mehr erwartet. Berechnungen mit der Planckschen Formel zeigen, dass ein Gegenstand der Größe des menschlichen Körpers weniger als ein Photon pro Jahr im sichtbaren Bereich aussenden würde. Die meisten Wissenschaftler standen deshalb der möglichen Existenz von Biophotonen lange Zeit skeptisch gegenüber. Biophotonen sind definiert als Lichtquanten die durch lebende Organismen (auch im vollkommenen Dunkeln) ausgestrahlt werden. Laut der Planckschen Formel sollten sie einfach nicht da sein.
Es stellt sich aber heraus, dass alle lebenden Organismen Biophotonen aussenden, manchmal sogar sehr viele, abhängig von den Prozessen die gerade ablaufen. Alleine von einer menschlichen Hand werden viele Biophotonen pro Sekunde ausgestrahlt, also sehr viel mehr als (lt. Planckscher Formel) unter einem Photon pro Jahr. Die Biophotonen rühren also nicht von der Schwarzkörperstrahlung her, sind aber auf die Auswirkung biochemischer Prozesse zurückzuführen.
Vor allem Prof. Fritz-Albert Popp ist mit der Biophotonenforschung berühmt geworden. Er war aber nicht der erste, der sich mit dem Thema beschäftigte. Der erste war vermutlich der Russe Prof. Alexander Gurwitsch, der 1923 die ersten Ergebnisse veröffentlichte. Die von ihm entdeckte Photonenemission im Bereich von 260 nm wurde von ihm "Mitogenetische Strahlung" genannt, weil nach seinen Erkenntnissen die Mitose mit diesen Photonen in Gang gesetzt werden kann. Während diese Forschung in den westlichen Staaten nach dem 2. Weltkrieg vorerst zum Erliegen kam, wurde sie in Russland fortgesetzt. U.a. durch Gurwitsch's Tochter Prof. Anna Gurwitsch und dann durch seinen Enkel Prof. Lev Beloussov. Prof. Beloussov (Jahrgang 1935) spricht noch regelmäßig (Stand 2011) bei Tagungen über diese Thematik.
Durch die Entwicklung hochempfindlicher Messmethoden und zugehöriger Dunkelkammer konnte Prof. Popp nachweisen, dass tatsächlich alle Lebewesen, auch Menschen, fortwährend Licht ausstrahlen. Weiterhin konnte man feststellen, dass die Abstrahlung entscheidend von mehreren Faktoren, wie Entwicklungsphase des Organismus, Stressfaktoren, Gesundheitszustand, usw. abhängig ist. Ein Beispiel ist in der folgenden Abbildung gegeben, in der die Biophotonenausstrahlung von Gurkenkeimlingen vor und nach der Zugabe einer stark verdünnten toxische Substanz gezeigt wird. Die Abstrahlung zeigt eine starke Überhöhung im Moment der (leichten) Vergiftung.
Man könnte die erhöhte Abstrahlung als eine Art „Aufschrei“ der Keimlinge sehen, der wieder abklingt wenn die Keimlinge sich vom toxischen Angriff erholen. Die Überhöhung der Abstrahlung wird auch Degradationsstrahlung genannt. Bei stärkerer Vergiftung ist die Überhöhung entsprechend höher. Die Abstrahlung klingt nach der Überhöhung auf null ab, wenn die Keimlinge sich nicht mehr erholen können und sterben. An diesem Verhalten ist einwandfrei zu sehen, dass diese Abstrahlung nichts mit den statistisch ungeordnet ablaufenden Prozessen zu tun hat, die der Schwarzkörperstrahlung zugrunde liegen, sondern direkt mit den Lebensprozessen verknüpft ist, die sich im Organismus abspielen.
Eine weitere interessante Eigenschaft der Biophotonen ist die experimentell festgestellte Kohärenz dieser Strahlung. Kohärenz bedeutet: Existenz einer konstanten Phasenbeziehung mehrerer Schwingungen über längere Zeit. Man könnte dies auch als Synchronisation bezeichnen. Sie ist eine notwendige Bedingung für das Auftreten von Interferenzphänomenen.
Die Kohärenz kann mit unterschiedlichen Messmethoden festgestellt werden. Eine Methode bezieht sich auf die statistische Verteilung der ausgestrahlten Biophotonen. Prof. Popp konnte nachweisen, dass die Biophotonen einer so genannten Poisson-Statistik folgen [CHANG 1998]. Eine solche Verteilung ist charakteristisch für einen großen zusammenhängenden Bereich. Die Ausstrahlung von nicht zusammenwirkenden Zellen würde eine andere statistische Verteilung, nämlich die Gausssche Verteilung zeigen. Eine weitere Methode ist die Messung des Abklingverhaltens bei der verzögerten Lumineszenz. Hierbei wird der Organismus erst kurz mit Licht bestrahlt, wonach im Dunkeln registriert wird, wie die Abstrahlung langsam auf das Niveau der spontanen Biophotonenemission übergeht. Die gemessene Form der Abklingkurve ist wiederum charakteristisch für die Kohärenz der Strahlung.
Kohärenz über einen Bereich deutet auf Zusammenwirkung oder Koordination in diesem Bereich hin. Viele Biophotonenforscher sind der Meinung, dass das hohe Maß an Kohärenz in lebenden Organismen durch irgendeine Art von Feld verursacht werden muss. Allen voran Prof. Gurwitsch selber der bereits 1922 eine Veröffentlichung schrieb mit dem Titel: „Über den Begriff des embryonalen Feldes". Später sprach er meistens vom "biologischen Feld". Andere Biophotonenforscher verwenden ähnliche Bezeichnungen. Es wird darunter ein höchst dynamisches Feld verstanden, das nicht nur mehr oder weniger konstante Anteile, sondern auch sehr schnelle Prozesse wie die Biophotonenemission enthält. Es existieren theoretische Modelle über gekoppelte Oszillatoren, wodurch langsame und schnelle Schwingungen miteinander verknüpft werden können [SWAIN 2006].
Einige Aufnahmen der Biophotonenabstrahlung von Menschen sind in der folgenden Abbildung gezeigt [VAN WIJK 2006]. Man sieht, dass die Abstrahlung an den Extremitäten, vor allem an den Finger- und Zehennägeln, am höchsten ist. Dies zeigt wiederum, dass die Abstrahlung nicht mit der (temperaturabhängigen) Schwarzkörperstrahlung zu tun hat, weil die Extremitäten die gleiche Temperatur haben oder kälter sind als der Rest des Körpers.
Wie zuvor erwähnt, ist bekannt, dass die Abstrahlung von mehreren Faktoren, wie Entwicklungsphase und Gesundheitszustand des Organismus abhängig ist. Dies bedeutet, dass die Biophotonenabstrahlung im Prinzip für diagnostische Zwecke eingesetzt werden kann. Versuche dazu laufen in mehreren Instituten seit Jahren. Dabei sind bei Menschen auch interessante Ergebnisse erzielt worden. Ein Beispiel ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Es ist die Darstellung der Ergebnisse einer koreanischen Gruppe, die die Abstrahlung der Hände von Versuchspersonen erforscht [JUNG 2005].
Handfläche und Handrücken der linken und rechten Hand wurden getrennt gemessen. Die oberen beiden Bilder zeigen die Biophotonenabstrahlung der Hände zweier gesunder Personen. Alle Spektren liegen etwa auf gleichem Niveau. Vergleicht man damit die Spektren einer erkälteten Person in den unteren beiden Bildern, zeigen sich dort deutliche Unterschiede: Das Niveau der Spektren ist insgesamt deutlich höher, und die einzelnen Spektren unterscheiden sich in ihrer Intensität voneinander. Durch die geringe Zählrate der Biophotonen erreichen die Ergebnisse nur geringe Signifikanz und sind somit, zumindest bei Menschen, vorerst nicht konkurrenzfähig mit anderen Diagnosemethoden.
Anders liegt dies z.B. bei Gemüse und anderen Nahrungsmitteln. Die Qualitätsanalyse von Gemüse mittels Biophotonenmessung ist mittlerweile etwa zur Marktreife herangewachsen. Ein Beispiel zeigt das untere Bild, wo die Zählrate der Biophotonen von Eiern gemessen wurde. Die Ergebnisse zeigen, dass Eier, die von Hühnern stammen, die draußen im Freien gehalten wurden, höhere Werte haben, als Eier von Hühnern, die im Stall gehalten wurden. Damit lassen sich Qualitätsunterschiede bei gleicher stofflicher Zusammensetzung nachweisen.
