От субатомного мира до глубин нашего мозга: квантовая запутанность, одно из самых загадочных явлений современной физики, может быть скрытым проводником нейронной симфонии, которую мы называем мыслью.
Группа китайских исследователей недавно пролила свет на эту возможность. И он сделал это, предложив модель, в которой нервные волокна генерируют пары частиц с квантовыми связями. Пограничная теория, которая перевернула бы наше представление о мозге и которая, естественно, также поднимает фундаментальные вопросы о природа сознания и на границе между квантовым и макроскопическим мирами.
Тайна нейронной синхронизации
Человеческий мозг – орган необычайной сложности. Миллиарды нейронов, активизирующихся одновременно, уже давно мучают нейробиологов: как эти клетки координируют свои действия с почти мгновенной точностью? Юн-Конг Чен из Шанхайского университета и его коллег они предложили неожиданный ответ: квантовая запутанность.
Запутанность: «спектральный» феномен
Квантовая запутанность, описанная Эйнштейном как «жуткое действие на расстоянии», представляет собой явление, при котором две частицы становятся настолько неразрывно связанными, что состояние одной мгновенно влияет на состояние другой, независимо от расстояния, разделяющего их. Это свойство, наблюдаемое пока преимущественно на субатомном уровне, может, по мнению исследователей, играть решающую роль в функционировании мозга.
Предлагаемая модель: миелин и фотоны.
В своей мастерской (что я ссылаюсь на вас здесь) Команда Чена сосредоточила свое внимание на взаимодействии между миелиновыми оболочками, покрывающими нервные волокна, и фотонами, вырабатываемыми внутри мозга. Согласно их расчетам, когда инфракрасные фотоны сталкиваются с миелиновой оболочкой, смоделированной как цилиндрическая полость, способная хранить и усиливать электромагнитное излучение, происходит интересное явление: оболочка испускает два фотона в быстрой последовательности, и многие из этих пар будут запутаны. связаны друг с другом.
Последствия для нейронной связи
Если эта теория подтвердится экспериментально, она сможет объяснить, почему «отдаленные» части мозга так быстро общаются. Чен предполагает, что свойство квантовой запутанности может передаваться и другим частям нейронов, например, «белковым порам», участвующим в передаче электрических сигналов.
Это позволит обеспечить гораздо более быструю синхронизацию, чем любой другой известный тип соединения.
Реакция научного сообщества: осторожность и скептицизм
Несмотря на ажиотаж, вызванный этой теорией, многие исследователи сохраняют осторожность. Бо Сон Шанхайского университета науки и технологий e Юшэн Шу из Фуданьского университета, оба не участвовавшие в исследовании, отметили, что внедрение квантовой запутанности в нейробиологию «носит скорее умозрительный характер».
Подводя итог, нужно проделать большую работу, прежде чем утверждать, что мозг — это своего рода квантовый суперкомпьютер. Главной задачей остается экспериментальная проверка этих квантовых явлений в такой сложной биологической системе, как наш мозг.
Чен и его команда осознают трудности, которые их ждут: следующий этап их исследований будет сосредоточен на теоретическом изучении того, как квантовая запутанность может повлиять на функции мозга. Как отмечает сам Чен, «само существование запутанных фотонов в мозге само по себе не доказывает, что они обеспечивают синхронность миллионов нейронов». Но если бы они это сделали…
«Квантовый разум», развивающаяся область исследований
Идея о том, что квантовые явления могут играть роль в функционировании мозга, не нова, но данное исследование предлагает конкретную математическую модель для изучения этой возможности. Дебаты о «квантовом познании» остаются горячими: задача на будущее будет состоять в том, чтобы найти способы экспериментальной проверки этих теорий, сокращая разрыв между квантовой физикой и нейробиологией.
Исследования на стыке квантовой механики и нейробиологии продолжают бросать вызов нашим предубеждениям о природе реальности и сознания и, возможно, помогут нам понять, что некоторые из глубочайших тайн Вселенной живут внутри нас.
