I nostri cervelli usano il calcolo quantistico

Riepilogo: Lo studio suggerisce che i processi quantistici fanno parte delle funzioni cerebrali cognitive e coscienti.

Fonte: TCD

Gli scienziati del Trinity College di Dublino ritengono che il nostro cervello potrebbe utilizzare il calcolo quantistico dopo aver adattato un’idea sviluppata per dimostrare l’esistenza della gravità quantistica per esplorare il cervello umano e il suo funzionamento.

Le funzioni cerebrali misurate sono state anche correlate alle prestazioni della memoria a breve termine e alla consapevolezza cosciente, suggerendo che i processi quantistici fanno anche parte delle funzioni cerebrali cognitive e coscienti.

Se i risultati del team potessero essere confermati, probabilmente richiedendo approcci multidisciplinari avanzati, migliorerebbero la nostra comprensione generale di come funziona il cervello e potenzialmente di come può essere mantenuto o addirittura guarito. Possono anche aiutare a trovare tecnologie innovative e costruire computer quantistici ancora più avanzati.

Il dottor Christian Kerskens, fisico capo presso il Trinity College Institute of Neuroscience (TCIN), è il coautore dell’articolo di ricerca che è stato appena pubblicato sul Giornale di comunicazioni di fisica.

Egli ha detto:

“Abbiamo adattato un’idea, sviluppata per esperimenti per dimostrare l’esistenza della gravità quantistica, per cui prendi sistemi quantistici noti, che interagiscono con un sistema sconosciuto. Se i sistemi conosciuti si intrecciano, allora anche l’ignoto deve essere un sistema quantistico. Elude le difficoltà di trovare dispositivi di misurazione per qualcosa di cui non sappiamo nulla.

“Per i nostri esperimenti abbiamo utilizzato gli spin protonici di ‘acqua cerebrale’ come sistema noto. L'”acqua cerebrale” si accumula naturalmente come fluido nel nostro cervello e gli spin protonici possono essere misurati utilizzando la risonanza magnetica (MRI). Quindi, utilizzando un design MRI specifico per cercare rotazioni intrecciate, abbiamo trovato segnali MRI che assomigliano a potenziali evocati dal battito cardiaco, una forma di segnali EEG. Gli EEG misurano le correnti elettriche cerebrali, che alcune persone potrebbero riconoscere per esperienza personale o semplicemente guardando i drammi ospedalieri in TV.

I potenziali elettrofisiologici come i potenziali evocati dal battito cardiaco non sono normalmente rilevabili con la risonanza magnetica e gli scienziati ritengono di poterli osservare solo perché gli spin del protone nucleare nel cervello erano aggrovigliati.

Il dottor Kerskens ha aggiunto:

“Se l’entanglement è l’unica spiegazione possibile qui, allora ciò significherebbe che i processi cerebrali devono aver interagito con gli spin nucleari, mediando l’entanglement tra gli spin nucleari. Di conseguenza, possiamo dedurre che quelle funzioni cerebrali devono essere quantistiche.

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Le funzioni cerebrali misurate sono state anche correlate alle prestazioni della memoria a breve termine e alla consapevolezza cosciente, suggerendo che i processi quantistici fanno anche parte delle funzioni cerebrali cognitive e coscienti. L’immagine è di pubblico dominio

“Poiché queste funzioni cerebrali erano anche correlate alle prestazioni della memoria a breve termine e alla consapevolezza cosciente, è probabile che quei processi quantistici siano una parte importante delle nostre funzioni cerebrali cognitive e coscienti.

“I processi cerebrali quantistici potrebbero spiegare perché possiamo ancora superare i supercomputer quando si tratta di circostanze impreviste, processo decisionale o apprendimento di qualcosa di nuovo. I nostri esperimenti eseguiti a soli 50 metri dall’aula magna, dove Schrödinger ha presentato i suoi famosi pensieri sulla vita, possono far luce sui misteri della biologia e sulla coscienza che scientificamente è ancora più difficile da afferrare.

Finanziamento: Questa ricerca è stata supportata da Science Foundation Ireland e TCIN.

A proposito di questa notizia di ricerca sulle neuroscienze

Autore: Thomas Deane
Fonte: TCD
Contatto: Thomas Deane – TCD
Immagine: L’immagine è di pubblico dominio

Ricerca originale: Accesso libero.
“Indicazioni sperimentali di funzioni cerebrali non classiche” di Christian Kerskens et al. Giornale di comunicazione fisica


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Indicazioni sperimentali di funzioni cerebrali non classiche

Proposte recenti sulla gravità quantistica hanno suggerito che sistemi sconosciuti possono mediare l’entanglement tra due sistemi quantistici noti, se il mediatore stesso non è classico. Questo approccio può essere applicabile al cervello, dove le speculazioni sulle operazioni quantistiche nella coscienza e nella cognizione hanno una lunga storia.

Gli spin protonici dell’acqua sfusa, che molto probabilmente interferiscono con qualsiasi funzione cerebrale, possono agire come i sistemi quantistici conosciuti. Se esiste un mediatore sconosciuto, i metodi NMR basati sulla coerenza quantistica multipla (MQC) possono fungere da testimone di entanglement.

Tuttavia, ci sono dubbi sul fatto che i segnali NMR di oggi possano contenere correlazioni quantistiche in generale, e in particolare nell’ambiente cerebrale.

Qui, abbiamo utilizzato un protocollo testimone basato sulla coerenza quantistica zero (ZQC) in cui abbiamo ridotto al minimo i segnali classici per aggirare i limiti di rilevamento NMR per la correlazione quantistica.

Per brevi periodi ripetitivi, abbiamo trovato segnali evocati nella maggior parte delle parti del cervello, per cui l’aspetto temporale somigliava ai potenziali evocati dal battito cardiaco (HEP). Abbiamo scoperto che quei segnali non avevano alcuna correlazione con alcun contrasto NMR classico. Simile agli HEP, il segnale evocato dipende dalla consapevolezza cosciente.

I segnali legati alla coscienza o elettrofisiologici sono sconosciuti nell’NMR. Sorprendentemente, questi segnali sono apparsi solo se le proprietà locali della magnetizzazione sono state ridotte.

I nostri risultati suggeriscono che potremmo aver assistito a un entanglement mediato da funzioni cerebrali legate alla coscienza.

Quelle funzioni cerebrali devono quindi operare in modo non classico, il che significherebbe che la coscienza non è classica.

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