Kako je ljudski mozak povezan s kvantnom fizikom?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Nitko ne zna što je svijest i kako ona funkcionira. Naravno, znanstvenici iz različitih područja znanosti imaju različite pretpostavke o tome, ali nitko ne može dati točan odgovor na pitanje što je svijest. Slična se situacija promatra s kvantnom mehanikom - proučavajući međusobnu interakciju najmanjih čestica svemira, fizičari su naučili puno. No budući da se kvantna mehanika ne slaže s Einsteinovom teorijom opće relativnosti, istraživači ne mogu shvatiti kako ih dovesti do zajedničkog nazivnika.

Prema jednom od najvećih znanstvenika dvadesetog stoljeća, fizičaru Richardu Feynmanu, nitko istinski ne razumije kvantnu mehaniku. Zanimljivo je da je jednako tako mogao govoriti o jednako zamršenom problemu svijesti. Unatoč činjenici da neki znanstvenici vjeruju da je svijest samo iluzija, drugi, naprotiv, vjeruju da uopće ne razumijemo odakle dolazi.

Stoga ne čudi da je prastara misterija svijesti potaknula neke istraživače da se okrenu kvantnoj fizici kako bi je objasnili. Ali kako se jedan neriješeni misterij može objasniti drugom?

Što je svijest?

Teško je definirati svijest. Kako odgovoriti na pitanje "zašto sam ja" ili "kako se moja svijest razlikuje od svijesti mačke?" ili "zašto ja percipiram svijet na ovaj način, a ne drugačije?" Srećom, u svijetu postoje znanstvenici koji su spremni dati odgovore, ako ne na sva, onda na mnoga pitanja o tome što je ljudska svijest.

Primjerice, kognitivni filozof Daniel Dennett, profesor na Sveučilištu Tufts (SAD), u svojoj knjizi "Od bakterija do Bacha i natrag" govori o tome kako biološki procesi u ljudskom tijelu stvaraju tok misli i slika. Profesor smatra da subjektivni film koji se igra pred očima svakoga od nas nije ništa drugo do iluzija koju vješto satka naš mozak. Također vjeruje da svijest nije toliko tajanstvena kao što mislimo i vjeruje da bi znanost trebala objasniti objektivno funkcioniranje mozga.

Među znanstvenicima koji se ne slažu s Dennettovim stajalištem je australski filozof i učitelj David Chalmers. On predlaže da se svijest smatra nečim temeljnim, na primjer, kao zakoni fizike, koji se mogu otkriti u budućnosti pomoću najnovije tehnologije. Njegova druga još radikalnija ideja zove se "hipoteza panspihizma", prema kojoj je svijest univerzalna i svaki sustav je u određenoj mjeri posjeduje, čak i elementarne čestice i fotoni. A gdje postoje fotoni, možda postoji i kvantna mehanika.

Kako je kvantna fizika povezana sa sviješću?

Godine 1921. Albert Einstein dobio je Nobelovu nagradu za fiziku za svoje otkriće zakona fotoelektričnog efekta. Fizičar je vjerovao da se svjetlost, koja se obično smatra kontinuiranim valom, također može rasporediti u kvantima, koje nazivamo fotonima. Ovaj događaj, zajedno s Max Planckovim razumijevanjem zračenja crnog tijela, novim atomskim modelom Nielsa Bohra, rendgenskim studijama Arthura Comptona i pretpostavkom Louisa de Brogliea da materija ima svojstva nalik na valove, označio je početak nove kvantne ere u kojoj vi i ja imali sreće da žive.

Je li iznenađenje što se pojavila nova kvantna teorija svijesti pod nazivom Orchestrated Objective Reduction (Orch OR), koju su sponzorirali dobitnik Nobelove nagrade za fiziku, profesor Roger Penrose sa Sveučilišta Oxford i anesteziolog Stuart Hameroff sa Sveučilišta Arizona.

Orch OR teorija, iako je doživjela niz promjena od svog nastanka, općenito navodi da otkriće kvantnih oscilacija u "mikrotubulama" koje se nalaze unutar neurona mozga stvara svijest. Mikrotubule (proteinski polimeri) kontroliraju neuronske i sinaptičke funkcije i povezuju moždane procese s procesima samoorganiziranja na kvantnoj razini. Znanstvenici vjeruju da bi nova teorija mogla čak objasniti zagrobni život.

Napominjemo da je teorija Penrosea i Hameroffa izazvala brojne kritike, međutim, primjena kvantne teorije u biološkom kontekstu se nastavila i imala je najveći uspjeh u odnosu na fotosintezu. Zanimljivo je da studije mirisa, enzima, pa čak i DNK ptica također sugeriraju da bi kvantni učinci mogli biti šire uključeni u funkcioniranje bioloških organizama.

Doktorandica Bethany Adams nedavno je objavila rad u Physics Worldu o ulozi kvantnih efekata u mozgu. Adamsova studija ističe niz mogućih kvantnih učinaka na mozak, ali njezina doktorska studija

usredotočuje se na kvantnu isprepletenost između neurona i kako na nju mogu utjecati farmaceutski proizvodi kao što je litij.

Iako Adamsov rad pokriva nekoliko potencijalnih primjena, ona se sama nada da će njezino istraživanje svijetu donijeti bolje razumijevanje o tome kako djeluju antidepresivi i stabilizatori raspoloženja, kao i nove tretmane za mnoge mentalne bolesti. No tko zna, možda će njezin rad omogućiti znanstvenicima da objasne kako svijest funkcionira i odakle dolazi.