Ученые из Тринити считают, что наш мозг мог бы использовать квантовые вычисления после адаптации идеи, разработанной для доказательства существования квантовой гравитации, для изучения человеческого мозга и его работы. Это открытие может пролить свет на сознание, работу которого по-прежнему трудно понять и объяснить с научной точки зрения. Квантовые процессы в мозге также могут объяснить, почему мы все еще можем превзойти суперкомпьютеры, когда дело доходит до непредвиденных обстоятельств, принятия решений или изучения чего-то нового.
Измеренные функции мозга также коррелировали с показателями кратковременной памяти и осознанностью, что позволяет предположить, что квантовые процессы также являются частью когнитивных и сознательных функций мозга.
Если результаты команды могут быть подтверждены - вероятно, для этого потребуются передовые междисциплинарные подходы - они улучшат наше общее понимание того, как работает мозг и, возможно, как его можно поддерживать или даже лечить. Они также могут помочь в поиске инновационных технологий и создании еще более совершенных квантовых компьютеров.
Доктор Кристиан Керскенс, ведущий физик Института нейробиологии Тринити-колледжа (TCIN), является соавтором исследовательской статьи, которая только что была опубликована в Журнал физических коммуникаций.
Он сказал: "Мы адаптировали идею, разработанную для экспериментов по доказательству существования квантовой гравитации, при которой вы берете известные квантовые системы, которые взаимодействуют с неизвестной системой. Если известные системы запутываются, то неизвестное тоже должно быть квантовой системой. Это позволяет обойти трудности с поиском измерительных приборов для чего-то, о чем мы ничего не знаем.
"Для наших экспериментов мы использовали протонные спины "мозговой воды" в качестве известной системы. "Мозговая вода" накапливается естественным образом в виде жидкости в нашем мозге, а вращение протонов можно измерить с помощью МРТ (магнитно-резонансной томографии). Затем, используя специальную конструкцию МРТ для поиска запутанных спинов, мы обнаружили сигналы МРТ, которые напоминают вызванные сердцебиением потенциалы, форму сигналов ЭЭГ. ЭЭГ измеряет электрические токи мозга, которые некоторые люди могут распознать по личному опыту или просто по просмотру больничных драм по телевизору."
Электрофизиологические потенциалы, такие как вызванные сердцебиением потенциалы, обычно не обнаруживаются с помощью МРТ, и ученые полагают, что они могли наблюдать их только потому, что ядерные протонные спины в мозге были запутаны.
Доктор Керскенс добавил: "Если запутанность является единственным возможным объяснением здесь, то это означало бы, что мозговые процессы, должно быть, взаимодействовали с ядерными спинами, опосредуя запутанность между ядерными спинами. В результате мы можем сделать вывод, что эти функции мозга должны быть квантовыми.
"Поскольку эти функции мозга также были связаны с кратковременной памятью и осознанностью, вполне вероятно, что эти квантовые процессы являются важной частью наших когнитивных и сознательных функций мозга.
"Квантовые процессы в мозге могут объяснить, почему мы все еще можем превзойти суперкомпьютеры, когда дело доходит до непредвиденных обстоятельств, принятия решений или изучения чего-то нового. Наши эксперименты, проведенные всего в 50 метрах от лекционного зала, где Шредингер излагал свои знаменитые мысли о жизни, могут пролить свет на тайны биологии и сознания, которые с научной точки зрения еще труднее постичь".
Это исследование было поддержано Научным фондом Ирландии и TCIN.
Комментарии