venerdì, Dicembre 27, 2024

L’entanglement quantistico nei neuroni può effettivamente spiegare la coscienza: ScienceAlert

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Una sinfonia silenziosa sta risuonando nel tuo cervello in questo momento mentre i percorsi neurali si sincronizzano in un coro elettromagnetico Si ritiene che ciò porti all’emergere della coscienza.

Tuttavia, il modo in cui i diversi circuiti del cervello allineano la loro attivazione è un mistero persistente, che alcuni teorici suggeriscono potrebbe avere una soluzione che coinvolge l’entanglement quantistico.

Si tratta di una proposta coraggiosa, soprattutto perché gli effetti quantistici tendono a scomparire su scale più grandi di quella degli atomi e delle molecole. Diverse scoperte recenti stanno costringendo i ricercatori a rimandare il loro scetticismo e a riconsiderare se, dopo tutto, la chimica quantistica potrebbe essere all’opera nelle nostre menti.

Nella loro nuova vita Articolo pubblicatoI fisici dell’Università di Shanghai Zhifei Liu e Yongkong Chen e l’ingegnere biomedico Ping Ao dell’Università di Sichuan in Cina spiegano come i fotoni intrecciati emessi dai legami carbonio-idrogeno nei neuroni isolanti possono sincronizzare l’attività all’interno del cervello.

I loro risultati arrivano Solo mesi dopo Un altro fenomeno quantistico noto come superradiazione è stato identificato nelle strutture cellulari, attirando l’attenzione su una teoria della coscienza altamente speculativa chiamata Modello di “riduzione strutturata oggettiva” di Penrose-Hammeroff.

Proposto dal rispettato fisico Roger Penrose e dall’anestesista americano Stuart Hameroff, il modello suggerisce che le reti di tubi citoscheletrici che danno struttura alle cellule – in questo caso i nostri neuroni – agiscono come una sorta di computer quantistico che in qualche modo modella il nostro pensiero.

È facile capire perché sia ​​interessante ricorrere alla fisica quantistica per spiegare la coscienza. Da un lato, entrambe queste scienze hanno una sorta di “stranezza” – una combinazione di prevedibilità e casualità difficile da definire.

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C’è anche il problema perenne di definire cosa costituisce l’osservazione fondamentale che trasforma l’incertezza quantitativa in una misura assoluta classica. Un fenomeno quantistico nel cervello potrebbe essere correlato al collasso di un’onda di possibilità?

D’altra parte, l’eccesso di stranezza non equivale alla verità scientifica, per quanto ogni concetto possa sembrare incomprensibile. I cervelli potrebbero non funzionare come i computer classici, ma è improbabile che cospargerli di magia quantistica porti a una teoria completa.

Gli scienziati avevano un’altra ragione per tenere ben stretto il loro cappello scettico quando si trattava di teorie quantistiche della coscienza: il flusso e riflusso non regolato della biologia era stato a lungo considerato troppo caotico, troppo rumoroso e troppo “grande” perché la meccanica quantistica potesse apparire in qualsiasi contesto. modo significativo.

Potrebbe essere necessario riconsiderare questa parte, soprattutto se gli esperimenti saranno in grado di verificare le previsioni di Liu, Chen e Wu.

Il trio rileva lo strato grasso chiamato Mielina Potrebbe essere possibile che la regione attorno alla coda dell’assone di un neurone agisca come una comoda cavità cilindrica per amplificare i fotoni infrarossi generati altrove nella cellula, facendo sì che i legami carbonio-idrogeno emettano occasionalmente coppie di fotoni che possono avere un alto grado di correlazione tra le sue caratteristiche.

Diagramma che mostra come le guaine mieliniche possono funzionare come una cavità cilindrica
Gli spazi tra le parti delle guaine mieliniche (a) sono sufficientemente piccoli da considerare l’assone completamente mielinizzato come un cilindro (b) con il raggio dell’assone 𝑎, il raggio dell’intero cilindro 𝑏 e lo spessore della mielina guaina 𝑑=𝑏−𝑎. La lunghezza del cilindro è indicata con 𝐿. (c) Le molecole di fosfolipidi nella mielina hanno code con un gran numero di legami carbonio e idrogeno. (Liu et al., Revisione fisica2024)

I movimenti di questi fotoni entangled attraverso il flusso e riflusso ionico della biochimica nel cervello possono guidare correlazioni tra processi che svolgono un ruolo centrale nella capacità dell’organo di sincronizzarsi.

La parola “forse” qui ha molto peso, ovviamente. Sebbene ci siano molte scoperte sperimentali che supportano i dettagli dell’ipotesi, le prove dell’effetto dei fotoni entangled sui processi biologici su larga scala sono ancora insufficienti. Attualmente è limitato alla fotosintesi.

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Ma questo non significa che esista un unico precedente nel campo della biologia quantistica negli animali. Prove crescenti suggeriscono che le misteriose sovrapposizioni degli spin elettronici nelle proteine ​​chiamate criptocromi possono essere influenzate dai campi magnetici in un modo che aiuta a spiegare la navigazione a lunga distanza in alcuni animali.

Siamo ben lontani dal dimostrare che qualcosa di diverso dalla chimica classica sia all’opera nelle nostre teste, per non parlare di dichiarare con sicurezza che le sinfonie del nostro cervello sono unite da un compositore quantistico.

Ma forse è giunto il momento di mettere da parte le nostre riserve sui fenomeni quantistici che esercitano un’influenza su almeno alcune delle funzioni di base del nostro cervello.

Questa ricerca è stata pubblicata in Revisione fisica.

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