Исследование предполагает, что вращение «мозговой воды» может означать, что наш разум использует квантовые вычисления

Фото: sciencealert.com

В текущей работе по реализации полного потенциала квантовых вычислений ученые, возможно, попытаются заглянуть в наш собственный мозг, чтобы увидеть, что возможно: новое исследование предполагает, что мозг на самом деле имеет много общего с квантовым компьютером.

Полученные данные могут многое рассказать нам о функциях нейронов, а также об основах квантовой механики. Исследование может объяснить, например, почему наш мозг по-прежнему способен превосходить суперкомпьютеры в определенных задачах, таких как принятие решений или изучение новой информации.

Как и во многих исследованиях квантовых вычислений, в исследовании рассматривается идея запутанности — две отдельные частицы находятся в состояниях, которые связаны друг с другом.

«Мы адаптировали идею, разработанную для экспериментов, чтобы доказать существование квантовой гравитации, посредством чего вы берете известные квантовые системы, которые взаимодействуют с неизвестной системой», — говорит физик Кристиан Керскенс из Дублинского университета.

«Если известные системы запутываются, то неизвестное тоже должно быть квантовой системой. Это позволяет обойти трудности с поиском измерительных устройств для чего-то, о чем мы ничего не знаем».

Другими словами, запутанность или взаимосвязь между известными системами может произойти только в том случае, если промежуточная система в середине — неизвестная система — также действует на квантовом уровне. Хотя неизвестную систему нельзя изучать напрямую, ее эффекты можно наблюдать, как в случае с квантовой гравитацией.

Для целей этого исследования спины протонов «мозговой воды» (жидкости, которая накапливается в мозгу) действуют как известная система, а для неинвазивного измерения активности протонов используются специальные магнитно-резонансные томографы (МРТ). Спин частицы, определяющий ее магнитные и электрические свойства, является квантово-механическим свойством.

С помощью этой техники исследователи смогли увидеть сигналы, напоминающие вызванные сердцебиением потенциалы, которые являются типом сигнала электроэнцефалографии (ЭЭГ). Эти сигналы обычно невозможно обнаружить с помощью МРТ, и считается, что они появились из-за того, что спины ядерных протонов в мозгу были запутаны.

Наблюдения, записанные командой, требуют подтверждения посредством будущих исследований в нескольких научных областях, но первые результаты выглядят многообещающе для неклассических квантовых явлений в человеческом мозгу, когда он активен.

«Если единственным возможным объяснением здесь является запутанность, то это будет означать, что мозговые процессы должны были взаимодействовать с ядерными спинами, опосредуя запутанность между ядерными спинами», — говорит Керскенс.

«В результате мы можем сделать вывод, что эти функции мозга должны быть квантовыми».

Функции мозга, которые освещали показания МРТ, также были связаны с кратковременной памятью и сознательным осознанием, и это предполагает, что квантовые процессы — если они действительно таковы — играют решающую роль в познании и сознании, предполагает Керскенс.

Что исследователям нужно сделать дальше, так это узнать больше об этой неизвестной квантовой системе в мозгу, и тогда мы сможем полностью понять работу квантового компьютера, который мы носим в своей голове.

«Наши эксперименты, проведенные всего в 50 метрах от лекционного зала, где Шредингер представил свои знаменитые мысли о жизни, могут пролить свет на тайны биологии и на сознание, которое с научной точки зрения еще труднее понять», — говорит Керскенс.

Источник