Inseparabilitatea cuantică în neuroni ar putea explica conștiința
O simfonie tăcută sună în creierul tău chiar acum, în timp ce căile neurologice se sincronizează într-un cor electromagnetic despre care se crede că dă naștere conștiinței.
Modul în care diferitele circuite neurologice din creier își sincronizează activarea este încă un mister, iar unii teoreticieni sugerează că ar putea avea o soluție care implică inseparabilitatea cuantică.
Propunerea este una îndrăzneață, nu în ultimul rând pentru că efectele cuantice au tendinţa să se estompeze la scări mai mari decât a atomilor și moleculelelor.
Totuşi, câteva descoperiri recente îi forțează pe cercetători să-și reconsidere îndoielile cu privire la posibilitatea ca procesele chimice cuantice să funcționeze în mintea noastră.
Într-o lucrare publicată recent, fizicienii Zefei Liu și Yong-Cong Chen de la Universitatea din Shanghai și inginerul biomedical Ping Ao de la Universitatea Sichuan din China explică modul în care fotonii inseparabili cuantic emiși de legăturile carbon-hidrogen din celulele nervoase ar putea sincroniza activitatea neuronală din creier.
Descoperirile lor vin la doar câteva luni după ce un alt fenomen cuantic cunoscut sub numele de supraradianță a fost identificat în cadrul celular, atrăgând atenția asupra unei teorii foarte speculative asupra conștiinței numită modelul de „reducere obiectivă orchestrată” Penrose-Hameroff.
Propus de respectatul fizician Roger Penrose și anestezistul american Stuart Hameroff, modelul sugerează că rețele de tubuli citoscheletici care conferă structură celulelor – în acest caz, neuronilor noștri – acționează ca un fel de computer cuantic care ne modelează cumva gândirea.
Este ușor de înțeles de ce se apelează la fizica cuantică pentru a explica conștiința. În primul rând, ambele au un fel de „ciudățenie” a lor – un amestec de predictibilitate și aleatoriu care este greu de identificat.
În al doilea rând, există problema perenă a ceea ce reprezintă observația care transformă incertitudinea cuantică într-o măsurătoare absolută clasică. Ar putea un fenomen cuantic din creier să fie legat de colapsul unei unde de probabilitate?
Pe de altă parte, este posibil ca creierul să nu funcționeze precum computerele clasice, iar magia cuantică este puțin probabil să conducă la o teorie cuprinzătoare.
Oamenii de știință au avut un cu totul alt motiv de scepticism privind teoriile cuantice ale conștiinței, procesele biologice au fost mult timp considerate prea haotice, prea zgomotoase și prea „mari” pentru ca să implice mecanica cuantică.
S-ar putea să fim nevoiţi să reconsiderăm această afirmaţie, mai ales dacă experimentele pot verifica predicția lui Liu, Chen și Ao.
Cei trei cercetători au observat că învelișul gras numit mielină din jurul „cozii” axonului celulei nervoase ar putea servi ca o cavitate cilindrică potrivită pentru amplificarea fotonilor în infraroşu generați în altă parte a celulei, determinând legăturile carbon-hidrogen să genereze ocazional perechi de fotoni care ar au un grad ridicat de corelare între proprietăţile lor.
Spațiile dintre segmentele tecii de mielină (a) sunt suficient de mici pentru a considera întregul axon acoperit cu mielină ca un cilindru (b) cu raza axonului ca 𝑎, raza întregului cilindru ca 𝑏 și grosimea tecii de mielină ca 𝑑= 𝑏−𝑎. Lungimea cilindrului se notează cu 𝐿. (c) Moleculele de fosfolipide din mielină au cozi cu un număr mare de legături carbon-hidrogen. Credit: Liu și colab., Physical Review E , 2024
Mișcările acestor fotoni inseparabili cuantic prin fluxurile ionice ale biochimiei creierului ar putea conduce la corelații între procesele care joacă un rol central în capacitatea de sincronizare.
Deși există o mulțime de descoperiri empirice care susțin detaliile ipotezei, dovezile unor fotoni inseparabili cuantic care să afecteze procesele biologice la scară largă sunt în prezent limitate la fotosinteză.
Aceasta nu înseamnă că nu există precedente pentru biologia cuantică la animale. Tot mai multe dovezi sugerează că stările de suprapunere ale spinurilor electronilor din proteinele numite criptocromi pot fi influențate de câmpurile magnetice într-un mod care ajută la explicarea orientării pe distanțe lungi la unele animale.
Deşi suntem departe să susţinem cu încredere că „simfoniile” creierului nostru sunt conduse de un compozitor cuantic, ar putea fi timpul să renunţăm la rezervele cu privire la fenomenele cuantice care exercită o influență asupra cel puțin a unora dintre funcțiile de bază ale creierului nostru.
Credit: PM Images/Getty Images
Această cercetare a fost publicată în Physical Review E.
Traducere după Quantum Entanglement în Neurons May Actually Explain Consciousness