神经元中的量子纠缠实际上可以解释意识

一首无声的交响乐正在你的大脑中播放,因为神经通路在电磁合唱中同步被认为引起意识.

然而,整个大脑中的各种回路是如何发生的调整他们的射击方式是一个经久不衰的谜团,一些理论家认为可能有一个涉及量子的解决方案纠缠.

这个提议是一个大胆的提议,尤其是因为量子效应在比原子和分子更大的尺度上往往会变得模糊不清,变得无关紧要。最近的几项发现迫使研究人员搁置他们的疑虑,并重新考虑量子化学是否可能在我们的脑海中起作用。

在他们的新发表论文,上海大学物理学家刘泽飞和陈永聪以及中国四川大学的生物医学工程师奥平解释了神经细胞绝缘层中的碳氢键发射的纠缠光子如何使大脑内的活动同步。

他们的发现来了仅仅几个月后另一种量子现象被称为超辐射在细胞框架中被发现,引起了人们对一个高度投机性的理论的关注。意识称为Penrose-Hameroff“协调-目标减少”模型.

该模型由备受推崇的物理学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)和美国麻醉师斯图尔特·哈默罗夫(Stuart Hameroff)提出,该模型表明,细胞骨架小管网络为细胞(在这种情况下是我们的神经元)提供结构,充当一种量子计算机这在某种程度上塑造了我们的思维。

很容易理解为什么寻求量子物理学来解释意识具有吸引力。首先,两者都有一种对他们来说“奇怪”– 可预测性和随机性的混合,难以确定。

然后是长期存在的问题什么构成了将量子不确定性转化为经典绝对测量的关键观察。大脑中的量子现象是否与概率波的崩溃有关?

另一方面,怪异加上怪异并不等于科学真理,无论每个概念看起来多么难以理解。大脑可能不像经典计算机那样工作,但洒上量子魔法不太可能导致一个全面的理论。

当涉及到意识的量子理论时,科学家们还有另一个完全的理由将他们的怀疑论帽子紧紧地钉在一边——长期以来,生物学的草率潮流一直被认为太混乱、太嘈杂、太“大”,量子力学无法以任何重要的方式出现。

我们可能需要重新考虑这部分,特别是如果实验可以验证Liu、Chen和Ao的预测。

三人组注意到称为髓 鞘可以想象,在神经细胞的轴突“尾巴”周围可以作为一个合适的圆柱形腔,用于放大细胞其他地方产生的红外光子,导致碳氢键偶尔吐出成对的光子,这些光子在它们的性质之间具有高度的相关性。

髓鞘 (a) 段之间的间隙足够小,可以将整个髓鞘包被的轴突视为一个圆柱体 (b),轴突的半径为 a,整个圆柱体的半径为 b,髓鞘的厚度为 d=b−a。圆柱体的长度用L表示。 (c) 髓磷脂中的磷脂分子具有带有大量碳氢键的尾部。(Liu et al.,体检 E, 2024)

这些纠缠光子在大脑生物化学的离子潮汐中的运动可能会推动在器官同步能力中起核心作用的过程之间的相关性。

当然,“可能”这个词在这里做了一些巨大的繁重工作。虽然有很多实证发现可以支持这一假设的细节,但纠缠光子影响大规模生物过程的证据是目前仅限于光合作用.

这并不意味着量子生物学在动物中的先例为零。越来越多的证据表明称为隐花色素的蛋白质中电子自旋的模糊叠加态可以受到磁场的影响,这有助于解释某些动物的长距离导航。

除了经典化学之外,我们还有很长的路要走,更不用说自信地宣称我们大脑的交响乐是由量子作曲家结合在一起的了。

但是,也许是时候暂停对量子现象的保留了,这些量子现象至少对我们大脑的一些基本功能产生了影响。

这项研究已发表在体检 E.

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