Daten und Hypothesen zum Vitalfeld

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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.

Schwarzkörperstrahlung und Strahlung eines realen Gegenstands,
z.B. aus Wolfram, bei etwa 2500 K.

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.


Die unterschiedlichen Typen von Hirnwellen.

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.


Ein MEG Messgerät mit SQUIDs [Bildquelle: Wikipedia].

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.


Das Spektrum der elektromagnetischen Strahlung [Bildquelle: Wikipedia].

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.


Biofotonenausstrahlung von Gurkenkeimlingen. Bei Sekunde 250 wurde eine stark verdünnte toxische Substanz zugegeben.

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.

Biophotonenabstrahlung des Menschen. Bilder aus [Van Wijk 2006].

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].


Bilder der Gruppe von Prof. Soh, Seoul, S-Korea.

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.

Biophotonenabstrahlung von Hühnereiern bei Boden- (Free run) und Freilandhaltung (Free range).

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Referenzen

Bücher

[Chang 1998] 
Chang, J.J und Popp, F.-A. 
Biological Organization: A Possible Mechanism based on the Coherence of Biophotons
In: Biophotons (J.J.Chang, J. Fisch and F.A.Popp, eds.)
Kluwer Academic Publisher, Dordrecht-London 1998, pp. 217–227.

Artikel

[Swain 2006]
Swain J. 
On the Possibility of Large Upconversions and Mode Coupling between Frohlich States and Visible Photons in Biological Systems
arXiv:physics/0603137v1 [physics.bio-ph], 2006.

[Jung 2005]
Jung et al.
Year-long biophoton measurements: normalized frequency count analysis and seasonal dependency
Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology Volume 78, Issue 2, 1 February 2005, Pages 149-154.

[Van Wijk 2006]
Van Wijk et al.
Anatomic Characterization of Human Ultra-Weak Photon Emission with a moveable photomultiplier and CCD imaging. 
Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 83 (2006) 69–76.