Hvordan er den menneskelige hjerne relateret til kvantefysik?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Ingen ved, hvad bevidsthed er, og hvordan den fungerer. Naturligvis har forskere fra forskellige videnskabsområder en række forskellige antagelser om denne score, men ingen kan give et præcist svar på spørgsmålet om, hvad bevidsthed er. En lignende situation observeres med kvantemekanik - at studere interaktionen mellem de mindste partikler i universet med hinanden, fysikere har lært meget. Men da kvantemekanikken ikke stemmer overens med Einsteins generelle relativitetsteori, kan forskerne ikke finde ud af, hvordan man bringer dem til en fællesnævner.

Ifølge en af de største videnskabsmænd i det tyvende århundrede, fysikeren Richard Feynman, er der ingen, der virkelig forstår kvantemekanikken. Interessant nok kunne han lige så godt have talt om et lige så indviklet bevidsthedsproblem. På trods af at nogle forskere mener, at bevidsthed blot er en illusion, mener andre tværtimod, at vi slet ikke forstår, hvor den kommer fra.

Så det er ikke overraskende, at det ældgamle mysterium om bevidsthed har fået nogle forskere til at henvende sig til kvantefysikken for at forklare det. Men hvordan kan et uløst mysterium forklares af et andet?

Hvad er bevidsthed?

Det er svært at definere bevidsthed. Hvordan besvarer man spørgsmålet om "hvorfor er jeg mig" eller "hvordan adskiller min bevidsthed sig fra en kats bevidsthed?" eller "hvorfor opfatter jeg verden på denne måde og ikke på anden måde?" Heldigvis er der videnskabsmænd i verden, der er klar til at give svar, hvis ikke alle, så mange spørgsmål om, hvad menneskelig bevidsthed er.

For eksempel taler kognitiv filosof Daniel Dennett, professor ved Tufts University (USA), i sin bog "From Bacteria to Bach and Back" om, hvordan biologiske processer i den menneskelige krop skaber en strøm af tanker og billeder. Professoren mener, at den subjektive film, der afspilles for øjnene af hver enkelt af os, ikke er andet end en illusion dygtigt vævet af vores hjerne. Han mener også, at bevidsthed ikke er så mystisk, som vi tror, og mener, at videnskaben burde forklare hjernens objektive funktion.

Blandt de lærde, der er uenige i Dennetts synspunkt, er den australske filosof og lærer David Chalmers. Han foreslår at betragte bevidsthed som noget grundlæggende, for eksempel som fysikkens love, der kan opdages i fremtiden ved hjælp af den nyeste teknologi. Hans anden endnu mere radikale idé kaldes "panspichisme-hypotesen", ifølge hvilken bevidsthed er universel, og ethvert system besidder den til en vis grad, selv elementarpartikler og fotoner. Og hvor der er fotoner, kan der være kvantemekanik.

Hvordan er kvantefysik relateret til bevidsthed?

I 1921 blev Albert Einstein tildelt Nobelprisen i fysik for sin opdagelse af loven om den fotoelektriske effekt. Fysikeren mente, at lys, som normalt betragtes som en kontinuerlig bølge, også kan fordeles i kvanter, som vi kalder fotoner. Denne begivenhed, sammen med Max Plancks forståelse af sortlegemestråling, Niels Bohrs nye atommodel, Arthur Comptons røntgenundersøgelser og Louis de Broglies antagelse om, at stof har bølgelignende egenskaber, markerede begyndelsen på en ny kvanteæra, hvor du og jeg var så heldige at leve.

Er det nogen overraskelse, at en ny kvanteteori om bevidsthed er dukket op kaldet Orchestrated Objective Reduction (Orch OR), sponsoreret af nobelprisvinderen i fysik professor Roger Penrose fra University of Oxford og anæstesiolog Stuart Hameroff fra University of Arizona.

Orch OR-teorien, selvom den har gennemgået en række ændringer siden dens begyndelse, siger generelt, at opdagelsen af kvanteoscillationer i "mikrotubulierne", der er inde i hjernens neuroner, giver anledning til bevidsthed. Mikrotubuli (proteinpolymerer) styrer neuronale og synaptiske funktioner og forbinder hjerneprocesser med selvorganiserende processer på kvanteniveau. Forskere mener, at den nye teori endda kan forklare efterlivet.

Bemærk, at teorien om Penrose og Hameroff har givet anledning til en række kritikpunkter, dog er anvendelsen af kvanteteori i en biologisk sammenhæng fortsat og haft størst succes i forhold til fotosyntese. Interessant nok tyder studier af lugt, enzymer og endda fugle-DNA også på, at kvanteeffekter kan være mere involveret i biologiske organismers funktion.

Ph.d.-studerende Bethany Adams har for nylig offentliggjort en artikel i Physics World om kvanteeffekternes rolle i hjernen. Adams' undersøgelse fremhæver en række mulige kvanteeffekter på hjernen, men hendes doktorgradsstudie

fokuserer på kvantesammenfiltringen mellem neuroner og hvordan den kan påvirkes af lægemidler som lithium.

Mens Adams' arbejde dækker flere potentielle anvendelser, håber hun selv, at hendes forskning vil bringe verden en bedre forståelse af, hvordan antidepressiva og humørstabilisatorer virker, samt nye behandlinger for mange psykiske sygdomme. Men hvem ved, måske vil hendes arbejde give videnskabsfolk mulighed for at forklare, hvordan bevidsthed fungerer, og hvor den kommer fra.