Человеческий мозг оказался удивительным образом похож на квантовый компьютер
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.
Квантовая механика
Как и во многих исследованиях квантовых вычислений, в данной работе 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. Вы берете известные квантовые системы, которые взаимодействуют с неизвестной системой, и 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», — пояснил физик Кристиан Керскенс из Дублинского университета.
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.
Результаты работы
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. В результате мы можем сделать вывод, что эти функции мозга должны быть квантовыми», — заявил Керскенс.
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. 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.
