هم‌اکنون یک سمفونی بی‌صدا در مغز شما پخش می‌شود، زیرا مسیرهای عصبی در یک گروه کر الکترومغناطیسی همگام می‌شوند که تصور می‌شود باعث ایجاد آگاهی می‌شود.
با این حال، اینکه چگونه مدارهای مختلف در سراسر مغز شلیک خود را در یک راستا قرار می دهند، یک راز ماندگار است، یکی از نظریه پردازان پیشنهاد می کند که ممکن است راه حلی شامل درهم تنیدگی کوانتومی داشته باشد.
این پیشنهاد جسورانه است، نه حداقل به این دلیل که اثرات کوانتومی در مقیاس های بزرگتر از اتم ها و مولکول ها به بی ربطی تبدیل می شوند. چندین یافته اخیر محققان را وادار می کند که تردیدهای خود را متوقف کنند و در مورد اینکه آیا شیمی کوانتومی ممکن است در ذهن ما کار می کند یا خیر، تجدید نظر کنند.
در مقاله جدید منتشر شده خود، فیزیکدانان دانشگاه شانگهای، زفی لیو و یونگ کنگ چن و مهندس زیست پزشکی پینگ آئو از دانشگاه سیچوان در چین توضیح می دهند که چگونه فوتون های درهم تنیده منتشر شده از پیوندهای کربن-هیدروژن در عایق سلول های عصبی می توانند فعالیت در مغز را همگام کنند.
یافته‌های آن‌ها تنها چند ماه پس از شناسایی پدیده کوانتومی دیگری به نام superradiance در چارچوب‌های سلولی، به دست آمد که توجه را به نظریه‌ای بسیار گمانه‌زنی در مورد آگاهی به نام مدل «کاهش هماهنگ- هدف» Penrose-Hameroff جلب کرد.
این مدل که توسط راجر پنروز، فیزیکدان بسیار محترم و استوارت هامروف، متخصص بیهوشی آمریکایی پیشنهاد شده است، شبکه‌هایی از لوله‌های اسکلت سلولی را پیشنهاد می‌کند که ساختاری را به سلول‌ها – در این مورد، نورون‌های ما – می‌بخشد که به‌عنوان نوعی کامپیوتر کوانتومی عمل می‌کنند که به نوعی تفکر ما را شکل می‌دهد.
به راحتی می توان فهمید که چرا در جستجوی فیزیک کوانتومی برای توضیح آگاهی جذابیت وجود دارد. برای یک چیز، هر دو دارای نوعی «عجیب» هستند – ترکیبی از قابلیت پیش‌بینی و تصادفی که تشخیص آن سخت است.
سپس مشکل همیشگی وجود دارد که مشاهدات محوری را تشکیل می دهد که عدم قطعیت کوانتومی را به یک اندازه گیری مطلق کلاسیک تبدیل می کند. آیا یک پدیده کوانتومی در مغز می تواند با فروپاشی یک موج احتمال مرتبط باشد؟
از سوی دیگر، عجیب و غریب به علاوه عجیب با حقیقت علمی برابری نمی کند، مهم نیست که هر مفهوم چقدر نامفهوم به نظر می رسد. مغزها ممکن است مانند کامپیوترهای کلاسیک کار نکنند، اما پاشیدن با جادوی کوانتومی بعید است که به یک نظریه جامع منجر شود.
دانشمندان دلیل دیگری برای شک و تردید در مورد نظریه‌های کوانتومی آگاهی ارائه کرده‌اند – جزر و مد بیولوژیکی مدت‌هاست که به عنوان عاملی بسیار آشفته، پر سر و صدا و بزرگ در ظهور مکانیک کوانتومی مورد توجه قرار گرفته است. این یک راه قابل توجه است.
ممکن است نیاز به بازنگری در این بخش داشته باشیم، به خصوص اگر آزمایش‌ها بتوانند پیش‌بینی لیو، چن و آئو را تأیید کنند.
این سه نفر خاطرنشان کردند که پوشش چربی به نام میلین در اطراف ‘دم’ آکسون سلول عصبی می تواند به عنوان یک حفره استوانه ای مناسب برای تقویت فوتون های مادون قرمز تولید شده در نقاط دیگر سلول عمل کند و باعث شود که پیوندهای کربن-هیدروژن گهگاهی جفت فوتون هایی را به بیرون بریزند. دارای درجه بالایی از همبستگی بین خواص خود هستند.
حرکات این فوتون‌های درهم‌تنیده از طریق جزر و مدهای یونی بیوشیمی مغز ممکن است ارتباط بین فرآیندهایی را ایجاد کند که نقش مرکزی در توانایی اندام برای همگام‌سازی دارند.
البته کلمه ‘ممکن’ در اینجا کارهای سنگینی را انجام می دهد. در حالی که اکتشافات تجربی زیادی برای حمایت از جزئیات این فرضیه وجود دارد، شواهدی از فوتون های درهم تنیده که بر فرآیندهای بیولوژیکی در مقیاس بزرگ تأثیر می گذارند در حال حاضر به فتوسنتز محدود شده است.
این بدان معنا نیست که هیچ سابقه ای برای زیست شناسی کوانتومی در حیوانات وجود ندارد. شواهد در حال افزایش نشان می‌دهند که حالت‌های برهم‌نهی فازی اسپین‌های الکترون در پروتئین‌هایی به نام کریپتوکروم می‌تواند تحت تأثیر میدان‌های مغناطیسی قرار گیرد به گونه‌ای که به توضیح ناوبری از راه دور در برخی از حیوانات کمک می‌کند.
ما راه عادلانه ای برای نشان دادن هر چیزی هستیم، به جز اینکه شیمی کلاسیک در ذهن ما کار می کند، چه رسد به اینکه با اطمینان اعلام کنیم سمفونی های مغز ما توسط یک آهنگساز کوانتومی متحد شده است.
اما ممکن است زمان آن رسیده باشد که در مورد پدیده‌های کوانتومی که حداقل بر برخی از عملکردهای اساسی مغز ما تأثیر می‌گذارند، مکث کنیم.
این تحقیق در Physical Review E منتشر شده است.
