Mózg działa jak komputer kwantowy, czyli gdzie powstaje nasza świadomość?

Co to jest splątanie kwantowe?

Przez ostatnie 30 lat naukowcy badali, czy ludzki mózg może wykorzystywać procesy kwantowe do osiągnięcia samoświadomości. Badacze z Uniwersytetu w Szanghaju użyli modeli matematycznych, aby sprawdzić, czy struktury tłuszczowe w naszych mózgach mogą generować splątanie kwantowe.

Splątanie kwantowe jest niezwykłym zjawiskiem, które fascynuje wielu uczonych. To stan, w którym dwie cząstki, np. fotony, są ze sobą powiązane bez względu na odległość, jaka je dzieli. Jak to działa? Wyobraź sobie dwie monety, które są połączone niewidzialnym światłowodem. Gdy jedna pokazuje reszkę, druga automatycznie pokazuje orła. Dzieje się to w tym samym momencie, bez względu na to, jak daleko się od siebie znajdują.

Struktury tłuszczowe w naszych mózgach osłaniają komórki nerwowe. Badacze uważają, że to właśnie one mogą być zdolne do wytwarzania splątania kwantowego. Naukowcy od dawna sądzili, że mózg jest zbyt gorący i chaotyczny, aby takie zjawisko mogło w nim wystąpić. Wykrycie tego zjawiska byłoby niezwykle trudnym zadaniem.

Polecamy: Kto stworzył Marsjańską Twarz? Tajemnice Czerwonej Planety i ludzkiego mózgu

Mechanika kwantowa mózgu a super komputer

Przez długi czas twierdzono, że ludzki mózg jest podobny do komputera. W rzeczywistości jest on znacznie bardziej zaawansowany niż jakiekolwiek urządzenie liczące. Choć porównanie neuronów do tranzystorów jest wygodną metaforą, nie oddaje ono w pełni złożoności tego organu. Nasz mózg jest wysoce wydajnym organem, zdolnym do przeprowadzania obliczeń, których nawet najbardziej zaawansowane komputery nie są w stanie wykonać. Pod wieloma względami wewnętrzne funkcjonowanie ludzkiego mózgu stanowi nieodkrytą granicę obliczeniową.

Czy mózg działa jak komputer kwantowy?

Twój mózg przewyższa możliwościami twój komputer, a nawet najbardziej zaawansowane superkomputery na świecie. Maszyny działają w oparciu o fizykę klasyczną. Istnieje jednak inny rodzaj komputera: komputer kwantowy. Pomysł, że ludzki mózg może wykazywać właściwości kwantowe, nie jest nowy. Koncepcję tę po raz pierwszy przedstawili w latach 90. XX wieku brytyjski fizyk Roger Penrose i amerykański anestezjolog Stuart Hameroff. Od tego czasu naukowcy przedstawili wiele dowodów sugerujących, że ich hipoteza może być błędna. Okazuje się, że nasze mózgi nie muszą być komputerami kwantowymi, jednak pewne właściwości kwantowe mogą rzeczywiście przyczyniać się do generowania świadomości.

Nowe badanie przeprowadzone na Uniwersytecie w Szanghaju dostarcza kolejnych dowodów na to, że jeden konkretny proces w ludzkim mózgu wykazuje zachowanie podobne do splątania kwantowego. Wyniki badań, opublikowanych w czasopiśmie Physics Review E, sugerują, że materiał tłuszczowy zwany osłonką mielinową zapewnia środowisko, w którym możliwe jest splątanie fotonów. Mogłoby to potencjalnie wyjaśniać rozwój świadomości, a zwłaszcza synchronizacji, która jest niezbędna do przetwarzania informacji i szybkiego reagowania. Innymi słowy, to właśnie tam może rodzić się nasza świadomość.

„Świadomość w mózgu opiera się na zsynchronizowanej aktywności milionów neuronów. Jednak mechanizm odpowiedzialny za organizowanie tego procesu pozostaje nieznany. Wyniki wskazują, że cylindryczna wnęka utworzona przez osłonkę mielinową może ułatwiać spontaniczną emisję fotonów i generować znaczną liczbę ich splątanych par” – czytamy w artykule.

Kwantowe splątanie a mózg

Badacze opracowali matematyczne modele szczegółowo opisujące, w jaki sposób fotony mogą wpływać na osłonkę mielinową i przekazywać energię wiązaniom chemicznym. To z kolei mogłoby stymulować generowanie splątanych par fotonów, stanowiących swego rodzaju „kwantowy komunikator” w układzie nerwowym.

„Kiedy mózg jest aktywny, miliony neuronów uruchamiają się jednocześnie. Gdyby natura chciała nas wyposażyć w idealny komunikator na wielkie odległości, to splątanie kwantowe byłoby doskonałym rozwiązaniem” – powiedział współautor badania Yong-Cong Chen.

Z pewnością eksperyment chińskich uczonych robi wrażenie. Jednak trzeba pamiętać, że są to wciąż rozważania czysto teoretyczne, które na razie nie mają potwierdzenia w obserwacjach.

Co więcej, idea splątania kwantowego odgrywającego rolę w świadomości nie jest częścią głównego nurtu nauki o mózgu. Wspomniany Hameroff, jeden z wiodących badaczy, przyznał nawet: „bardzo popularne było krytykowanie nas” po opublikowaniu ich modelu świadomości. Niemniej nauka opiera się na hipotezach, które prowadzą do odkrycia prawdziwej natury istnienia. Historia pokazała, że to, co kiedyś uchodziło za bezpodstawne, dzisiaj jest uznawane przez środowisko naukowe. Tak samo może być z kwantowym splątaniem w mózgu.

Polecamy: Jak naprawdę postrzegamy upływ czasu? Naukowcy na tropie jednej z tajemnic mózgu