In einer vollständig abgedunkelten Kammer in Japan saßen fünf Männer mit nacktem Oberkörper vor einer gekühlten Spezialkamera, immer wieder über drei Tage verteilt. Die Aufnahmen zeigen, dass der menschliche Körper leuchtet, und zwar im sichtbaren Bereich des Lichts. Am hellsten strahlt dabei das Gesicht, und die Intensität schwankt im Tagesverlauf mit einem klaren Muster. Warum trotzdem niemand dieses Leuchten je gesehen hat, hat einen einfachen Grund.
Jede lebende Zelle verbrennt Nährstoffe, um Energie zu gewinnen. Dabei entstehen als Nebenprodukte hochreaktive Sauerstoffverbindungen, die Fette, Eiweiße und andere Bausteine angreifen. Bei diesen Reaktionen gehen einzelne Moleküle kurzzeitig in einen angeregten Zustand über und geben die überschüssige Energie beim Zurückfallen als Lichtteilchen ab. Fachleute nennen dieses Phänomen ultraschwache Photonenemission, umgangssprachlich ist von Biophotonen die Rede. Nachgewiesen wurde es seit den 1950er Jahren bei Pflanzenkeimlingen, Bakterienkulturen und Tiergewebe, später auch an menschlicher Haut. Mit Biolumineszenz, wie sie Glühwürmchen oder Tiefseefische erzeugen, hat das nichts zu tun, denn dort steuert ein eigenes Enzymsystem eine gezielte Lichtproduktion. Das Leuchten des Menschen ist dagegen ein Nebeneffekt des Stoffwechsels.
Der entscheidende Unterschied liegt in der Menge. Das menschliche Auge braucht eine bestimmte Mindestzahl an Lichtteilchen, um überhaupt etwas wahrzunehmen, und die Eigenstrahlung des Körpers liegt nach Messungen etwa tausendmal unter dieser Schwelle. Selbst in absoluter Dunkelheit, nach vollständiger Anpassung der Augen, bleibt sie deshalb unsichtbar. Sichtbar wird sie nur mit Kameras, deren Sensoren auf minus 100 Grad Celsius und darunter gekühlt werden, weil sonst das elektronische Rauschen des Chips das Signal überdecken würde. Dazu kommen Kammern, die kein Streulicht durchlassen, und Messzeiten von vielen Minuten pro Aufnahme. Erst diese Kombination machte Bilder möglich, auf denen sich Umrisse eines Menschen aus seinem eigenen Licht formen.
Die bekannteste Untersuchung stammt von einer Arbeitsgruppe am Tohoku Institute of Technology und wurde 2009 veröffentlicht. Fünf gesunde Männer um die zwanzig Jahre verbrachten mehrfach täglich jeweils 20 Minuten in einer lichtdichten Kammer vor einer Kamera mit gekühltem Sensor, dazu wurden Speichelproben und Wärmebilder aufgenommen.
Die Ergebnisse zeigten ein klares Muster. Die Strahlung war nicht gleichmäßig über den Körper verteilt, sondern vom Gesicht deutlich stärker als vom Rumpf, obwohl das Wärmebild dort keine entsprechenden Unterschiede auswies. Über den Tag hinweg stieg die Intensität an, erreichte am späten Nachmittag ihr Maximum und fiel zum Abend wieder ab. Die Speichelproben lieferten dazu den zeitlichen Bezug, denn das Stresshormon Cortisol folgt einem gegenläufigen Rhythmus, und tatsächlich fand sich ein negativer Zusammenhang zwischen beiden Kurven. Die in PLOS ONE veröffentlichte Arbeit zur Photonenemission des Körpers ordnet die Schwankung dem Energiestoffwechsel zu, der ebenfalls einem Tagesrhythmus folgt.
Für den Unterschied zwischen Gesicht und Rumpf gibt es mehrere Erklärungsansätze, die sich nicht ausschließen. Die Gesichtshaut ist stärker der Sonne ausgesetzt und enthält mehr Melanin, dessen Vorstufen bei Oxidationsprozessen Licht abgeben können. Hinzu kommt die dichte Durchblutung und der hohe Stoffwechselumsatz im Kopfbereich. Ein dritter Punkt ist schlicht die Sichtbarkeit für die Kamera: Das Gesicht ist unbedeckt, während die Strahlung aus tieferen Gewebeschichten von Haut und Kleidung absorbiert wird. Denn Photonen dieser Wellenlänge legen im Gewebe nur Bruchteile eines Millimeters zurück. Gemessen wird damit im Wesentlichen die oberste Hautschicht, nicht der ganze Körper. Ähnlich anspruchsvoll ist die Aufgabe, Licht überhaupt gezielt zu lenken oder zu unterdrücken, wie Versuche zeigen, in denen eine Hülle aus Metamaterial Objekte verschwinden lässt.
Wissenschaftlich interessant ist die Emission nicht als Kuriosität, sondern als Messgröße. Da sie unmittelbar aus Oxidationsreaktionen stammt, gilt sie als Anzeiger für oxidativen Stress im Gewebe. Untersuchungen an Haut zeigten, dass sich die Intensität nach Belastung durch UV-Strahlung erhöht und nach dem Auftragen antioxidativ wirkender Substanzen wieder sinkt. Damit ließe sich das Verfahren im Prinzip nutzen, um Hautreaktionen ohne Blutentnahme und ohne Probeentnahme zu verfolgen. Auch Messungen an Pflanzen laufen nach demselben Prinzip, etwa um Trockenstress früh zu erkennen. Der Aufwand ist allerdings groß, und die Signale sind so schwach, dass jede Bewegung, jeder Lichteinfall und jede Temperaturschwankung die Messung stört. Über diagnostische Anwendungen hinaus ist das Verfahren deshalb bislang kaum aus dem Labor herausgekommen.
Rund um den Begriff Biophotonen hat sich ein Markt gebildet, der weit über den Messbefund hinausgeht. Angeboten werden Geräte und Verfahren, die angeblich Krankheiten anhand von Lichtsignalen erkennen oder über Lichtimpulse heilen sollen. Dafür gibt es keine belastbare Grundlage. Belegt ist, dass lebendes Gewebe im Zuge seines Stoffwechsels sehr wenige Photonen abgibt und dass diese Emission mit Stoffwechselaktivität und oxidativem Stress zusammenhängt. Nicht belegt ist, dass sie Informationen zwischen Zellen überträgt oder Rückschlüsse auf Gesundheitszustände im Ganzen erlaubt. Diese Trennung zwischen Messbefund und Deutung findet sich in vielen Bereichen der Biologie, etwa bei Organismen, deren Energiegewinnung ohne Sonnenlicht auskommt, wie bei jener schwarzen Blume aus Thailand, die sich von Pilzen ernährt.
Am Ende bleibt ein nüchterner und zugleich seltsamer Befund. Jeder Mensch gibt in jeder Sekunde Licht ab, sichtbares Licht, erzeugt von den gleichen Reaktionen, die den Körper altern lassen. Der einzige Grund, warum niemand es je bemerkt hat, ist die Empfindlichkeit des Auges, die dafür um etwa den Faktor tausend zu gering ausfällt. Eine gekühlte Kamera in einer schwarzen Kammer genügt, um aus dieser Unsichtbarkeit ein Bild zu machen, auf dem ein Gesicht aus seinem eigenen Leuchten auftaucht und gegen 16 Uhr am hellsten ist.
PLOS ONE, Imaging of Ultraweak Spontaneous Photon Emission from Human Body Displaying Diurnal Rhythm; doi:10.1371/journal.pone.0006256