تحقیقات پیشگامانه در زمینه آگاهی کوانتومی نشان می‌دهد که مغز ما ممکن است با استفاده از اصول فیزیک کوانتومی عمل کند. آزمایش‌هایی روی ریزلوله‌ها (microtubules) نشان داده‌اند که فرآیندهای کوانتومی می‌توانند آگاهی ما را با جهان هستی پیوند دهند. این کشف هیجان‌انگیز پیامدهای عمیقی برای علوم اعصاب و فیزیک به همراه دارد.
کاوشی در بنیان‌های کوانتومی آگاهی
پیشرفت‌های علمی اخیر، به یکی از عمیق‌ترین اسرار بشر، یعنی ماهیت آگاهی، روشنایی می‌بخشند. یک آزمایش نوآورانه روی موش‌های بیهوش شده، شواهد قابل توجهی ارائه می‌دهد. این شواهد نشان می‌دهند ساختارهای ریزی در مغز به نام ریزلوله‌ها، احتمالاً از طریق فرآیندهای کوانتومی پیچیده، نقشی اساسی در ایجاد تجربه‌ی آگاهانه‌ی ما دارند. این کشف، نه تنها بر پایه‌ی دهه‌ها پژوهش نظری استوار است، بلکه به یک احتمال شگفت‌انگیز نیز اشاره می‌کند: آگاهی ما ممکن است به‌طور عمیقی با تار و پود کوانتومی جهان درهم‌تنیده باشد.
آزمایشی که همه چیز را دگرگون کرد
در کالج ولزلی، پژوهشگران مطالعه‌ای مهم انجام دادند. آنها از ایزوفلوران، یک داروی بیهوشی عمومی متداول، برای بیهوش کردن موش‌ها استفاده کردند. این تیم، موش‌ها را به دو گروه تقسیم کرد. گروه اول، داروهایی برای تثبیت ریزلوله‌ها دریافت کردند. گروه دوم، این داروها را دریافت نکردند. نکته‌ی جالب این بود که موش‌هایی که ریزلوله‌های تثبیت‌شده داشتند، آگاهی خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ کردند. این موضوع با توانایی آنها در حفظ عملکردهای حرکتی اولیه، مانند بازیابی وضعیت بدن، ثابت شد. این یافته‌ها که در eNeuro در آگوست ۲۰۲۴ منتشر شدند، نشان می‌دهند که ریزلوله‌ها نقش مهمی در حفظ آگاهی دارند.
این آزمایش پیامدهای گسترده‌ای دارد. زیرا از این ایده پشتیبانی می‌کند که فرآیندهای کوانتومی درون ریزلوله‌ها می‌توانند عامل آگاهی باشند. این مفهوم جدیدی نیست. این مفهوم بر اساس نظریه Orch OR بنا شده است. این نظریه در دهه‌ی ۱۹۹۰ توسط راجر پنروز، فیزیکدان برنده‌ی جایزه‌ی نوبل و استوارت هامروف، متخصص بیهوشی، ارائه شد. بر اساس این نظریه، آگاهی از محاسبات کوانتومی که در ریزلوله‌های مغز رخ می‌دهد، سرچشمه می‌گیرد. این محاسبات شامل پدیده‌ای به نام «کاهش عینی» است. در این پدیده، امواج کوانتومی به حالت‌های خاصی فرو می‌ریزند و به طور بالقوه لحظاتی از تجربه‌ی آگاهانه را ایجاد می‌کنند.
درک مکانیک کوانتومی در مغز
برای درک چگونگی ارتباط فیزیک کوانتومی با آگاهی، فهم برخی اصول کلیدی مکانیک کوانتومی ضروری است. در دنیای کوانتومی، ذرات مکان یا حالت ثابتی ندارند. در عوض، آنها به صورت ابرهایی از احتمال وجود دارند. هنگامی که این ذرات مشاهده یا اندازه‌گیری می‌شوند، به حالت‌های معینی فرو می‌ریزند. پنروز معتقد است که این فرآیند می‌تواند به طور مکرر در مغز رخ دهد و آگاهی را ایجاد کند.
افراد شکاک مدت‌ها استدلال می‌کردند که اثرات کوانتومی به محیط‌های بسیار سرد نیاز دارند. این دما بسیار سردتر از دمای مغز انسان است که تقریباً ۳۲ تا ۴۰ درجه‌ی سانتی‌گراد (۹۰ تا ۱۰۴ درجه‌ی فارنهایت) است. با این حال، شواهد جدید نشان می‌دهند که فرآیندهای کوانتومی ممکن است محدود به شرایط نزدیک به صفر مطلق نباشند. برای مثال، گیاهان از برهم‌نهی کوانتومی برای بهینه‌سازی انتقال انرژی در طول فتوسنتز، حتی در محیط‌های گرم، استفاده می‌کنند. این موضوع، این احتمال را مطرح می‌کند که مکانیسم‌های مشابهی می‌توانند در مغز انسان نیز عمل کنند.
ریزلوله‌ها: موتورهای کوانتومی آگاهی
ریزلوله‌ها ساختارهای میکروسکوپی درون نورون‌ها هستند که نقش مهمی در فرآیندهای سلولی ایفا می‌کنند. بر اساس نظریه Orch OR، این لوله‌های توخالی مانند پردازنده‌های کوانتومی عمل می‌کنند. آنها مغز را قادر می‌سازند محاسباتی فراتر از توانایی‌های فیزیک کلاسیک انجام دهد. دو مطالعه‌ی برجسته شواهد قانع‌کننده‌ای برای این فرضیه ارائه می‌دهند.
در یک آزمایش، جک توشینسکی، فیزیکدان، و تیمش از فوتون‌های فرابنفش استفاده کردند. آنها واکنش‌های کوانتومی در ریزلوله‌ها را مشاهده کردند که تا پنج نانوثانیه – هزاران بار بیشتر از حد انتظار – دوام می‌آوردند. مطالعه‌ی دیگری در دانشگاه فلوریدا مرکزی نشان داد که نور مرئی که از ریزلوله‌ها عبور می‌کند، در طول صدها میلی‌ثانیه تا ثانیه منسجم می‌ماند. این زمان برای پردازش اطلاعات پیچیده توسط مغز کافی است.
این یافته‌ها نشان می‌دهند که ریزلوله‌ها می‌توانند حالت‌های کوانتومی را به اندازه‌ی کافی برای تأثیرگذاری بر فعالیت عصبی حفظ کنند. این موضوع از این نظریه که آگاهی از پدیده‌های کوانتومی ناشی می‌شود، پشتیبانی می‌کند.
آگاهی فراتر از مغز
اگر آگاهی واقعاً یک پدیده‌ی کوانتومی باشد، پیامدهای آن بسیار فراتر از علوم اعصاب است. فیزیک کوانتومی پدیده‌هایی مانند درهم‌تنیدگی را ممکن می‌سازد. در این پدیده، ذرات صرف‌نظر از فاصله، به هم متصل می‌مانند. برخی از دانشمندان گمان می‌کنند که اگر مغز در سطح کوانتومی عمل کند، آگاهی ما ممکن است بتواند با ذرات کوانتومی در سراسر جهان ارتباط برقرار کند.
این ایده با فرضیه‌ی پنروز همسو است. پنروز معتقد است که آگاهی می‌تواند در همه جا به طور همزمان وجود داشته باشد و از مرزهای مغز فیزیکی فراتر رود. در حالی که این ایده هنوز بسیار فرضی است، چنین دیدگاهی می‌تواند نحوه‌ی نگرش ما به آگاهی را دگرگون کند. این دیدگاه نشان می‌دهد که آگاهی ممکن است محدود به ذهن‌های فردی نباشد، بلکه بخشی از یک شبکه‌ی کوانتومی جهانی باشد.
پیامدهای عملی و فلسفی
ماهیت کوانتومی احتمالی آگاهی، پیامدهای عمیقی برای علم و فلسفه دارد. برای مثال، می‌تواند نحوه‌ی درک ما از شرایطی مانند کما یا آگاهی حیوانات غیرانسانی را تغییر دهد. اگر آگاهی از مکانیک کوانتومی ناشی شود، ممکن است به اشکالی وجود داشته باشد که در حال حاضر نمی‌توانیم آنها را درک یا اندازه‌گیری کنیم.
علاوه بر این، این پژوهش می‌تواند با هدف قرار دادن فرآیندهای کوانتومی درون ریزلوله‌ها، راه را برای درمان‌های جدید برای اختلالات مغزی هموار کند. همانطور که مایک ویست، دانشمند علوم اعصاب، اشاره می‌کند، این اکتشافات «عصر جدیدی را در درک ما از آنچه هستیم» آغاز می‌کنند.
جهشی کوانتومی در درک
تلاقی علوم اعصاب و فیزیک کوانتومی، امکانات هیجان‌انگیزی را برای درک ماهیت آگاهی فراهم می‌کند. در حالی که بسیاری از موارد هنوز در حد فرضیه باقی مانده‌اند، مطالعاتی مانند آزمایش ولزلی ما را به کشف اسرار ذهن نزدیک‌تر می‌کنند. اگر پژوهش‌های آینده تأیید کنند که فرآیندهای کوانتومی زیربنای افکار و تجربیات ما هستند، می‌تواند نه تنها علوم اعصاب، بلکه درک اساسی ما از خود واقعیت را نیز از نو تعریف کند.
اگر به خواندن کامل این مطلب علاقه‌مندید، روی لینک مقابل کلیک کنید: popular mechanics
