なぜ今、多くの研究者が脳を量子系と見なすのか

宇宙物理学者でサイエンスライターの考察

宇宙物理学者でサイエンスライターのエリザベス・フェルナンデスは、量子力学が脳の働きをよりよく理解し、意識を解明するのに役立つのではないかと考えています:

一部の科学者は、エンタングルメントを含む量子プロセスが、脳の巨大なパワーと意識を生み出す能力を説明するのに役立つのではないかと考えています。最近、トリニティ・カレッジ・ダブリンの科学者たちは、量子重力を調べる技術を使って、私たちの脳の中でエンタングルメントが働いている可能性を示唆しました。彼らの結果が確認されれば、意識を含む脳の働きを理解するための大きな一歩となるかもしれません。

論文

彼女の論文は、脳は古典物理学ではなく、量子プロセスに依存して思考しているというものです:

もし脳内で量子プロセスが働いているとしたら、それがどのように働き、何をするのかを観察するのは難しいでしょう。実際、何を探しているのかが正確に分からないと、量子プロセスを見つけるのは非常に難しくなります。”脳が量子計算を使うのであれば、それらの量子演算子は、原子系から知られている演算子とは異なるかもしれません “と、トリニティの神経科学研究者で、論文の著者の一人であるクリスチャン・カースケンスは、Big Thinkに語りました。

エンタングルメントを感知できるMRI

エンタングルメントを感知できるMRIで40人の被験者をスキャンしました

光子や電子のような2つの粒子がもつれると、遠く離れていてもつながったままとなる。バレエやタンゴが一人一人のダンサーから生まれるのと同じように、もつれは粒子同士のつながりから生まれます。これは、科学者が「創発的性質」と呼ぶものです。- カルテック・サイエンス・エクスチェンジ

脳と交信している心拍と相関

しかし、どのようなメカニズムでその結合が維持されているのかは、誰も知らない。研究者たちは、脳内のプロトンスピンが、未知の中間体を介した相互作用によってもつれ合うかどうかを確かめたいと考えた。

彼らは、脳の活動を、常に脳と交信している心拍と相関させた。心拍は心拍電位(HEP)を発生させ、これはNMR信号のスパイクに対応し、プロトンスピンの相互作用に対応する。フェルナンデス氏は、「この信号はエンタングルメントの結果である可能性があり、これを目撃することは、非古典的な仲介者が確かに存在したことを示すかもしれません」と教えてくれた。もしそうなら、ふすまは古典物理学ではなく、量子物理学に従って動作していることになり、量子物理学はもつれを許容し、それが我々の意識の独自性に一役買っているかもしれません。ここで、興味深い事実があります:

HEPはアルファ波やベータ波のような電気生理学的なイベントです。”とKerskensは説明します。”HEPは、意識に依存するため、意識と結びついています。”同様に、もつれを示す信号は、意識している間だけ存在し、これは、2人の被験者がMRI中に眠った時に示されました。このことは、2人の被験者がMRI検査中に眠ったとき、この信号が薄れ、消えてしまったことからもわかります。

もちろん、他人から見た自分を見るのが難しいのと同じ理由で、他のこととは別に、私たちの誰もが自分の意識を本当に理解することはできない可能性は常にあります。それは、解決不可能な視点の問題かもしれません。しかし、私たちはそれを理解することができる。

一方、理論物理学者のマルセロ・グライザーは、私たちが本当に生きている世界の奇妙さを思い知らされます。量子力学の対象となる光は、粒子であると同時に波である(あるいはそのどちらでもない)。イメージするのは難しいが、実証するのは簡単だ:

光子の二重の振る舞いは、実験の設定に応じたものとして現れます。狭いスリットを通過する光は、波のように回折します。電子と衝突すれば、粒子のように散乱する。つまり、光の物理的性質を決めるのは、私たちの実験であり、私たちの問いかけなのです。このことは、物理学に新しい要素を導入することになります。つまり、観察者と被観察者の相互作用です。もっと極端な解釈をすれば、実験者の意図が観察されるものの物理的性質を決定する、つまり、心が物理的現実を決定する、と言ってもいいくらいです。しかし、確実に言えることは、光は私たちの問いかけにさまざまな形で応えているということです。ある意味、光は波であり粒子であり、どちらでもない。

量子プロセスは、人間の意識を否定したり説明したりするようなギミックのある新説を聞いたときに知っておくと便利です。私たちは、そんな単純なことでは済まないことを知っています。

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