Forse il cervello non è "classico" dopo
tutto.
I supercomputer possono batterci a
scacchi ed eseguire più calcoli al
secondo del cervello umano,ma ci
sono altri compiti che i nostri
cervelli svolgono abitualmente che i
computer semplicemente non possono
eguagliare: interpretare eventi e
situazioni e usare l'immaginazione,
la creatività e le capacità di
risoluzione dei problemi.
I nostri cervelli sono computer incredibilmente potenti, che utilizzano
non solo i neuroni ma anche le
connessioni tra i neuroni per
elaborare e interpretare le
informazioni.
E poi c'è la coscienza, il
gigantesco punto interrogativo delle
neuroscienze.
Cosa lo causa? Come nasce da una
massa confusa di neuroni e sinapsi?
Dopotutto, questi possono essere enormemente
complessi , ma stiamo ancora
parlando di un ammasso umido di molecole e impulsi
elettrici.
Alcuni scienziati sospettano che i
processi quantistici, compreso
l'entanglement,
possano aiutarci a spiegare l'enorme
potere del cervello e la sua
capacità di generare coscienza.
Recentemente, gli scienziati del Trinity College di Dublino,
utilizzando una tecnica per testare
la gravità quantistica,
hanno suggerito che l'entanglement
potrebbe essere all'opera nel
nostro cervello. Se i loro risultati
saranno confermati, potrebbero
essere un grande passo verso la
comprensione di come funziona il
nostro cervello, compresa la
coscienza.
Processi quantistici nel cervello
Sorprendentemente, abbiamo visto
alcuni indizi che i meccanismi
quantistici sono all'opera nel
nostro cervello.
Alcuni di questi
meccanismi potrebbero aiutare il
cervello a elaborare il mondo che lo
circonda attraverso input
sensoriali.
Ci sono anche alcuni
isotopi nel nostro cervello i cui
spin cambiano il modo in cui il
nostro corpo e il nostro cervello
reagiscono.
Ad esempio, lo xeno con
uno spin nucleare di 1/2 può avere
proprietà anestetiche
, mentre lo xeno senza spin no, e
vari isotopi di litio con diversi
spin cambiano lo sviluppo e la
capacità genitoriale nei ratti.
Nonostante tali scoperte intriganti,
si presume in gran parte che il
cervello sia un sistema classico.
Se i processi quantistici sono
all'opera nel cervello, sarebbe
difficile osservare come funzionano
e cosa fanno. In effetti, non sapere
esattamente cosa stiamo cercando
rende i processi quantistici molto
difficili da trovare.
"Se il
cervello utilizza il calcolo
quantistico, allora quegli operatori
quantistici potrebbero essere
diversi dagli operatori conosciuti
dai sistemi atomici", ha detto a Big Think Christian Kerskens,
ricercatore di neuroscienze al
Trinity e uno degli autori
dell'articolo. Quindi, come si può
misurare un sistema quantistico
sconosciuto, specialmente quando non
disponiamo di alcuna attrezzatura
per misurare interazioni
misteriose e sconosciute?
Lezioni dalla gravità quantistica
La gravità quantistica è un altro
esempio nella Fisica quantistica in
cui non sappiamo ancora con cosa
abbiamo a che fare.
Ci sono due regni principali della
Fisica . C'è la Fisica del minuscolo
mondo microscopico: gli atomi e i
fotoni, le particelle e le onde che
interagiscono e si comportano in
modo molto diverso dal mondo che
vediamo intorno a noi. Poi c'è il
regno della gravità, che governa il
moto dei pianeti e delle stelle e
tiene noi umani attaccati alla
Terra. L'unificazione di questi
regni sotto una teoria generale è
dove entra in gioco la gravità
quantistica: aiuterà gli scienziati
a comprendere le forze sottostanti
che governano il nostro universo.Poiché la gravità quantistica e i
processi quantistici nel cervello
sono entrambi grandi incognite, i
ricercatori del Trinity hanno deciso
di utilizzare lo stesso metodo
utilizzato da altri scienziati per
cercare di comprendere la gravità
quantistica.
Usando una risonanza magnetica in
grado di rilevare l'entanglement,
gli scienziati hanno cercato di
vedere se gli spin dei protoni nel
cervello potessero interagire e
rimanere intrappolati attraverso un
intermediario sconosciuto. Simile
alla ricerca sulla gravità
quantistica, l'obiettivo era
comprendere un sistema sconosciuto.
"Il sistema sconosciuto può
interagire con sistemi noti come la
rotazione del protone [all'interno
del cervello]", ha spiegato Kerskens.
"Se il sistema sconosciuto può
mediare l'entanglement al sistema
conosciuto,
allora, quello ignoto deve essere
quantistico".
I ricercatori hanno scansionato 40 soggetti con una risonanza magnetica. Quindi hanno osservato cosa è successo e hanno correlato l'attività con il battito cardiaco del paziente.
Il battito cardiaco non è solo il
movimento di un organo all'interno
del nostro corpo. Piuttosto, il
cuore, come molte altre parti del
nostro corpo, è impegnato in una
comunicazione bidirezionale con il
cervello: entrambi gli organi si
scambiano segnali.
Lo vediamo quando
il cuore reagisce a
vari fenomeni come il dolore,
l'attenzione e la motivazione
.
Inoltre, il battito cardiaco può
essere
legato alla memoria a breve termine
e all'invecchiamento
.
Quando il cuore batte, genera un
segnale chiamato potenziale del
battito cardiaco o HEP. Con ogni
picco dell'HEP, i ricercatori hanno
visto un picco corrispondente nel
segnale NMR, che corrisponde alle
interazioni tra gli spin dei
protoni.
Questo segnale potrebbe essere il
risultato di un
entanglement
e testimoniarlo potrebbe indicare
che c'è davvero un intermediario non
classico.
"L'HEP è un evento
elettrofisiologico, come le onde
alfa o beta", spiega Kerskens.
"L'HEP
è legato alla coscienza perché
dipende dalla consapevolezza". Allo
stesso modo, il segnale che indica
l'entanglement era presente solo
durante la consapevolezza cosciente,
che è stata illustrata quando due
soggetti si sono addormentati
durante la risonanza magnetica.
Quando lo fecero, questo segnale scomparve.
Vedere l'entanglement nel cervello
può mostrare che il cervello non è
classico, come si pensava in
precedenza, ma piuttosto un potente
sistema quantistico. Se i risultati
possono essere confermati,
potrebbero fornire
qualche
indicazione che il cervello utilizza
processi quantistici. Questo
potrebbe iniziare a far luce su come
il nostro cervello esegue i potenti
calcoli che fa e su come gestisce la
coscienza.