Sammendrag: Studier antyder at kvanteprosesser er en del av kognitive og bevisste hjernefunksjoner.
Kilde: TCD
Forskere fra Trinity College Dublin tror hjernen vår kan bruke kvanteberegning etter å ha tilpasset en idé utviklet for å bevise eksistensen av kvantetyngdekraft for å utforske den menneskelige hjernen og dens virkemåte.
Hjernefunksjonene som ble målt var også korrelert til korttidshukommelsesytelse og bevisst bevissthet, noe som tyder på at kvanteprosesser også er en del av kognitive og bevisste hjernefunksjoner.
Hvis teamets resultater kan bekreftes – sannsynligvis krever avanserte tverrfaglige tilnærminger – vil de forbedre vår generelle forståelse av hvordan hjernen fungerer og potensielt hvordan den kan opprettholdes eller til og med helbredes. De kan også hjelpe med å finne innovative teknologier og bygge enda mer avanserte kvantedatamaskiner.
Dr Christian Kerskens, hovedfysiker ved Trinity College Institute of Neuroscience (TCIN), er medforfatter av forskningsartikkelen som nettopp har blitt publisert i Journal of Physics Communications.
Han sa:
“Vi tilpasset en idé, utviklet for eksperimenter for å bevise eksistensen av kvantetyngdekraft, der man tar kjente kvantesystemer, som samhandler med et ukjent system. Hvis de kjente systemene vikler seg inn, må det ukjente også være et kvantesystem. Det omgår vanskelighetene med å finne måleapparater for noe vi ikke vet noe om.
“For våre eksperimenter brukte vi protonspinn av ‘hjernevann’ som det kjente systemet. ‘Hjernevann’ bygges opp naturlig som væske i hjernen vår, og protonspinnene kan måles ved hjelp av MR (Magnetic Resonance Imaging). Deretter, ved å bruke et spesifikt MR-design for å søke sammenfiltrede spinn, fant vi MR-signaler som ligner hjerteslag-fremkalte potensialer, en form for EEG-signaler. EEG-er måler elektriske hjernestrømmer, som noen mennesker kan gjenkjenne fra personlig erfaring eller bare fra å se sykehusdramaer på TV.
Elektrofysiologiske potensialer som hjerteslag fremkalte potensialer er normalt ikke detekterbare med MR, og forskerne tror de bare kunne observere dem fordi kjernefysiske protonspinn i hjernen var sammenfiltret.
Dr Kerskens la til:
“Hvis sammenfiltring er den eneste mulige forklaringen her, vil det bety at hjerneprosesser må ha samhandlet med kjernefysiske spinn, og mediert sammenfiltringen mellom kjernefysiske spinn. Som et resultat kan vi utlede at disse hjernefunksjonene må være kvante.
“Fordi disse hjernefunksjonene også var korrelert til korttidshukommelsesytelse og bevisst bevissthet, er det sannsynlig at disse kvanteprosessene er en viktig del av våre kognitive og bevisste hjernefunksjoner.
«Kvantehjerneprosesser kan forklare hvorfor vi fortsatt kan utkonkurrere superdatamaskiner når det kommer til uforutsette omstendigheter, beslutningstaking eller å lære noe nytt. Eksperimentene våre utført bare 50 meter unna forelesningssalen, der Schrödinger presenterte sine berømte tanker om livet, kan kaste lys over biologiens mysterier og bevissthet som vitenskapelig er enda vanskeligere å forstå.»
Finansiering: Denne forskningen ble støttet av Science Foundation Ireland og TCIN.
Om denne nevrovitenskapelige forskningsnyheten
Forfatter: Thomas Deane
Kilde: TCD
Ta kontakt med: Thomas Deane – TCD
Bilde: Bildet er i det offentlige domene
Opprinnelig forskning: Åpen tilgang.
“Eksperimentelle indikasjoner på ikke-klassiske hjernefunksjoner” av Christian Kerskens et al. Journal of Physics Communication
Abstrakt
Se også
Eksperimentelle indikasjoner på ikke-klassiske hjernefunksjoner
Nylige forslag innen kvantetyngdekraft har antydet at ukjente systemer kan formidle sammenfiltring mellom to kjente kvantesystemer, hvis mediatoren i seg selv er ikke-klassisk. Denne tilnærmingen kan være anvendelig for hjernen, der spekulasjoner om kvanteoperasjoner i bevissthet og kognisjon har en lang historie.
Protonspinn av bulkvann, som mest sannsynlig forstyrrer enhver hjernefunksjon, kan fungere som de kjente kvantesystemene. Hvis det eksisterer en ukjent mediator, kan NMR-metoder basert på multiple quantum coherence (MQC) fungere som et forviklingsvitne.
Det er imidlertid tvil om at dagens NMR-signaler kan inneholde kvantekorrelasjoner generelt, og spesifikt i hjernemiljøet.
Her brukte vi en vitneprotokoll basert på null kvantekoherens (ZQC) hvor vi minimerte de klassiske signalene for å omgå NMR-deteksjonsgrensene for kvantekorrelasjon.
I korte repeterende perioder fant vi fremkalte signaler i de fleste deler av hjernen, der det tidsmessige utseendet lignet hjerteslag-fremkalte potensialer (HEP). Vi fant at disse signalene ikke hadde noen korrelasjoner med noen klassisk NMR-kontrast. I likhet med HEP-er, var det fremkalte signalet avhengig av bevisst bevissthet.
Bevissthetsrelaterte eller elektrofysiologiske signaler er ukjente i NMR. Bemerkelsesverdig nok dukket disse signalene bare opp hvis de lokale egenskapene til magnetiseringen ble redusert.
Våre funn tyder på at vi kan ha vært vitne til sammenfiltring mediert av bevissthetsrelaterte hjernefunksjoner.
Disse hjernefunksjonene må da fungere ikke-klassisk, noe som ville bety at bevissthet er ikke-klassisk.