Hvordan er den menneskelige hjernen relatert til kvantefysikk?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Ingen vet hva bevissthet er og hvordan det fungerer. Selvfølgelig har forskere fra forskjellige vitenskapsfelt en rekke antakelser om dette, men ingen kan gi et eksakt svar på spørsmålet om hva bevissthet er. En lignende situasjon er observert med kvantemekanikk - å studere samspillet mellom de minste partiklene i universet med hverandre, fysikere har lært mye. Men siden kvantemekanikken ikke stemmer overens med Einsteins generelle relativitetsteori, kan ikke forskerne finne ut hvordan de skal bringe dem til en fellesnevner.

Ifølge en av de største vitenskapsmennene i det tjuende århundre, fysikeren Richard Feynman, er det ingen som virkelig forstår kvantemekanikk. Interessant nok kunne han like godt ha snakket om et like kronglete problem med bevisstheten. Til tross for at noen forskere tror at bevissthet bare er en illusjon, mener andre tvert imot at vi ikke forstår i det hele tatt hvor den kommer fra.

Så det er ikke overraskende at det eldgamle mysteriet med bevissthet har fått noen forskere til å vende seg til kvantefysikk for å forklare det. Men hvordan kan et uløst mysterium forklares av et annet?

Hva er bevissthet?

Det er vanskelig å definere bevissthet. Hvordan svare på spørsmålet om "hvorfor er jeg meg" eller "hvordan skiller bevisstheten min seg fra bevisstheten til en katt?" eller "hvorfor oppfatter jeg verden på denne måten og ikke på annen måte?" Heldigvis finnes det forskere i verden som er klare til å gi svar, om ikke alle, så mange spørsmål om hva menneskelig bevissthet er.

For eksempel snakker kognitiv filosof Daniel Dennett, professor ved Tufts University (USA), i sin bok «From Bacteria to Bach and Back» om hvordan biologiske prosesser i menneskekroppen skaper en strøm av tanker og bilder. Professoren mener at den subjektive filmen som spilles foran øynene til hver enkelt av oss ikke er noe mer enn en illusjon dyktig vevd av hjernen vår. Han mener også at bevissthet ikke er så mystisk som vi tror og mener at vitenskapen bør forklare hjernens objektive funksjon.

Blant de lærde som er uenige i Dennetts synspunkt er den australske filosofen og læreren David Chalmers. Han foreslår å betrakte bevissthet som noe grunnleggende, for eksempel som fysikkens lover, som kan oppdages i fremtiden ved hjelp av den nyeste teknologien. Hans andre enda mer radikale idé kalles "panspichisme-hypotesen", ifølge hvilken bevissthet er universell og ethvert system besitter den til en viss grad, til og med elementærpartikler og fotoner. Og der det er fotoner, kan det være kvantemekanikk.

Hvordan er kvantefysikk relatert til bevissthet?

I 1921 ble Albert Einstein tildelt Nobelprisen i fysikk for sin oppdagelse av loven om den fotoelektriske effekten. Fysikeren mente at lys, som vanligvis regnes som en kontinuerlig bølge, også kan fordeles i kvanter, som vi kaller fotoner. Denne hendelsen, sammen med Max Plancks forståelse av svartkroppsstråling, Niels Bohrs nye atommodell, Arthur Comptons røntgenstudier og Louis de Broglies antakelse om at materie har bølgelignende egenskaper, markerte begynnelsen på en ny kvanteæra der du og jeg var så heldige å leve.

Er det noen overraskelse at en ny kvanteteori om bevissthet har dukket opp kalt Orchestrated Objective Reduction (Orch OR), sponset av nobelprisvinneren i fysikk professor Roger Penrose fra University of Oxford og anestesiolog Stuart Hameroff fra University of Arizona.

Orch OR-teorien, selv om den har gjennomgått en rekke endringer siden starten, sier generelt at oppdagelsen av kvantesvingninger i "mikrotubuli" som er inne i nevronene i hjernen, gir opphav til bevissthet. Mikrotubuli (proteinpolymerer) kontrollerer nevronale og synaptiske funksjoner og kobler hjerneprosesser til selvorganiserende prosesser på kvantenivå. Forskere mener at den nye teorien til og med kan forklare livet etter døden.

Merk at teorien til Penrose og Hameroff har forårsaket en rekke kritikk, men anvendelsen av kvanteteori i en biologisk kontekst har fortsatt og hatt størst suksess i forhold til fotosyntese. Interessant nok antyder studier av lukt, enzymer og til og med fugle-DNA også at kvanteeffekter kan være mer involvert i funksjonen til biologiske organismer.

PhD-student Bethany Adams publiserte nylig en artikkel i Physics World om rollen til kvanteeffekter i hjernen. Adams' studie fremhever en rekke mulige kvanteeffekter på hjernen, men hennes doktorgradsstudie

fokuserer på kvantesammenfiltringen mellom nevroner og hvordan den kan påvirkes av legemidler som litium.

Mens Adams' arbeid dekker flere potensielle anvendelser, håper hun selv at forskningen hennes vil gi verden en bedre forståelse av hvordan antidepressiva og humørstabilisatorer virker, samt nye behandlinger for mange psykiske lidelser. Men hvem vet, kanskje arbeidet hennes vil tillate forskere å forklare hvordan bevissthet fungerer og hvor den kommer fra.