Cum este creierul uman legat de fizica cuantică?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Nimeni nu știe ce este conștiința și cum funcționează. Desigur, oamenii de știință din diferite domenii ale științei au o varietate de ipoteze cu privire la acest punct de vedere, dar nimeni nu poate da un răspuns exact la întrebarea ce este conștiința. O situație similară se observă în mecanica cuantică - studiind interacțiunea celor mai mici particule ale Universului între ele, fizicienii au învățat multe. Dar, din moment ce mecanica cuantică nu este de acord cu teoria relativității generale a lui Einstein, cercetătorii nu își pot da seama cum să le aducă la un numitor comun.

Potrivit unuia dintre cei mai mari oameni de știință ai secolului al XX-lea, fizicianul Richard Feynman, nimeni nu înțelege cu adevărat mecanica cuantică. Interesant, ar fi putut la fel de bine să vorbească despre o problemă la fel de complicată a conștiinței. În ciuda faptului că unii oameni de știință cred că conștiința este doar o iluzie, alții, dimpotrivă, cred că nu înțelegem deloc de unde vine.

Așa că nu este surprinzător că misterul vechi al conștiinței i-a determinat pe unii cercetători să apeleze la fizica cuantică pentru a-l explica. Dar cum poate un mister nerezolvat să fie explicat de altul?

Ce este Conștiința?

Este greu de definit conștiința. Cum să răspund la întrebarea „de ce sunt eu” sau „cum diferă conștiința mea de conștiința unei pisici?” sau „de ce percep lumea așa și nu altfel?” Din fericire, există oameni de știință în lume care sunt gata să dea răspunsuri, dacă nu toate, atunci multe întrebări despre ce este conștiința umană.

De exemplu, filozoful cognitiv Daniel Dennett, profesor la Universitatea Tufts (SUA), în cartea sa „From Bacteria to Bach and Back” vorbește despre modul în care procesele biologice din corpul uman creează un flux de gânduri și imagini. Profesorul crede că filmul subiectiv care se joacă în fața ochilor fiecăruia dintre noi nu este altceva decât o iluzie țesută cu pricepere de creierul nostru. De asemenea, crede că conștiința nu este atât de misterioasă pe cât credem noi și crede că știința ar trebui să explice funcționarea obiectivă a creierului.

Printre savanții care nu sunt de acord cu punctul de vedere al lui Dennett se numără filozoful și profesorul australian David Chalmers. El propune să considere conștiința ca pe ceva fundamental, de exemplu, ca legile fizicii, care pot fi descoperite în viitor folosind cea mai recentă tehnologie. A doua sa idee și mai radicală se numește „ipoteza panspicismului”, conform căreia conștiința este universală și orice sistem o posedă într-o oarecare măsură, chiar și particule elementare și fotoni. Și acolo unde sunt fotoni, poate exista mecanică cuantică.

Cum este legată fizica cuantică de conștiință?

În 1921, Albert Einstein a primit Premiul Nobel pentru Fizică pentru descoperirea legii efectului fotoelectric. Fizicianul credea că lumina, care este de obicei considerată o undă continuă, poate fi distribuită și în cuante, pe care le numim fotoni. Acest eveniment, împreună cu înțelegerea de către Max Planck a radiațiilor corpului negru, noul model atomic al lui Niels Bohr, studiile cu raze X ale lui Arthur Compton și presupunerea lui Louis de Broglie conform căreia materia are proprietăți asemănătoare undelor, au marcat începutul unei noi ere cuantice în care tu și cu mine. au avut norocul să trăiască.

Este surprinzător faptul că a apărut o nouă teorie cuantică a conștiinței numită Orchestrated Objective Reduction (Orchestrated Objective Reduction), sponsorizată de laureatul Premiului Nobel pentru fizică, profesorul Roger Penrose de la Universitatea din Oxford și de anestezistul Stuart Hameroff de la Universitatea din Arizona.

Teoria Orch OR, deși a suferit o serie de modificări de la începuturile sale, afirmă în general că descoperirea oscilațiilor cuantice în „microtubulii” care se află în interiorul neuronilor creierului dă naștere conștiinței. Microtubulii (polimeri proteici) controlează funcțiile neuronale și sinaptice și leagă procesele creierului de procesele de auto-organizare la nivel cuantic. Oamenii de știință cred că noua teorie poate chiar explica viața de apoi.

Rețineți că teoria lui Penrose și Hameroff a provocat o serie de critici, cu toate acestea, aplicarea teoriei cuantice în context biologic a continuat și a avut cel mai mare succes în legătură cu fotosinteza. Interesant este că studiile asupra mirosului, enzimelor și chiar ADN-ului păsărilor sugerează, de asemenea, că efectele cuantice pot fi implicate mai larg în funcționarea organismelor biologice.

Doctorand Bethany Adams a publicat recent o lucrare în Physics World despre rolul efectelor cuantice în creier. Studiul lui Adams evidențiază o serie de posibile efecte cuantice asupra creierului, dar studiul ei de doctorat

se concentrează pe intricarea cuantică dintre neuroni și modul în care aceasta poate fi afectată de produse farmaceutice precum litiul.

În timp ce munca lui Adams acoperă mai multe aplicații potențiale, ea însăși speră că cercetările ei vor aduce lumii o mai bună înțelegere a modului în care funcționează antidepresivele și stabilizatorii dispoziției, precum și noi tratamente pentru multe boli mintale. Dar cine știe, poate că munca ei va permite oamenilor de știință să explice cum funcționează conștiința și de unde vine ea.