Может ли запутанность фотонов объяснить сознание? Роль миелина как квантового резонатора

Сознание — сложнейший феномен, который до сих пор остается загадкой для науки. Мы знаем, что оно основано на синхронной активности миллионов нейронов, но как именно эта синхронизация достигается, остается неясным. В поисках ответов наука обращается к различным областям знаний, и одной из самых интригующих становится квантовая физика. Квантовые эффекты, некогда считавшиеся применимыми лишь к микромиру атомов и элементарных частиц, все чаще рассматриваются как потенциальный ключ к пониманию сложнейших биологических процессов, включая работу мозга.

Одним из наиболее удивительных квантовых явлений является запутанность, при которой две или более частицы оказываются неразрывно связанными независимо от расстояния между ними. Измерение состояния одной запутанной частицы мгновенно влияет на состояние другой, что противоречит классическим представлениям о пространстве и времени. Может ли этот «жуткий» эффект, как назвал его Эйнштейн, играть роль в работе нашего мозга?

Недавнее исследование китайских ученых из Шанхайского университета и Университета Сычуани, предлагает новую и весьма смелую гипотезу о связи квантовой запутанности с синхронизацией нейронов. В центре внимания ученых оказался миелин — многослойная жировая оболочка, окружающая аксоны нервных клеток. Миелин традиционно рассматривался как пассивный изолятор, ускоряющий проведение нервных импульсов, но последние данные свидетельствуют о его более активной роли в функционировании нервной системы.

Авторы исследования предположили, что миелин может выступать в роли своеобразного «квантового резонатора», внутри которого рождаются запутанные пары фотонов. В основе этого процесса лежат колебания химических связей C-H, присутствующих в молекулах липидов, которые составляют основу миелина. Эти колебания могут приводить к испусканию фотонов, а цилиндрическая форма миелиновой оболочки, образующая микрополость, способствует возникновению запутанных фотонных пар.

Чтобы проверить свою гипотезу, ученые провели теоретические расчеты, основываясь на данных о реальной структуре миелина, полученных в ходе экспериментов. Результаты показали, что такая модель действительно может работать, и что степень запутанности фотонов существенно зависит от толщины миелина. Наибольшая запутанность возникает при толщине миелина 0.8-1.1 мкм, что соответствует соотношению внутреннего и внешнего диаметра миелиновой оболочки 0.65-0.72. Примечательно, что это соотношение хорошо согласуется с экспериментально наблюдаемыми значениями.

Дальнейшие расчеты показали, что при уменьшении толщины миелина степень запутанности фотонов снижается. Это открывает новые перспективы для понимания нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз, при которых наблюдается деградация миелина. Возможно, нарушение квантовой запутанности в миелине может играть определенную роль в развитии этих заболеваний.

Конечно, предложенная гипотеза требует дальнейших экспериментальных подтверждений. Однако, если она окажется верной, это будет означать настоящую революцию в нашем понимании работы мозга. Возможно, наш мозг — не просто сложная биологическая машина, но и квантовый компьютер, использующий законы квантовой физики для обработки информации. Это может привести к созданию новых технологий искусственного интеллекта, основанных на принципах квантовой механики.