根据发表在《物理通讯杂志》上的研究,科学家 Christian Matthias Kerskens 和 David López Pérez 发现了非经典大脑功能的实验迹象,表明我们的大脑可能利用量子计算过程。

大脑功能中的量子过程

Kerskens 和 López Pérez 从量子引力实验中采用了一种方法来研究大脑功能,假设如果已知的量子系统(“脑水”的质子自旋)与未知系统相互作用并发生纠缠,则未知系统本质上也必须是量子的。 使用先进的磁共振成像 (MRI) 技术,他们检测到了类似于心跳诱发电位 (HEP) 的信号,这些信号通常无法通过传统的 MRI 方法观察到。 这些信号与有意识意识和短期记忆表现相关,表明某些认知过程可能通过量子机制运作。


纠缠和意识机制


该研究的结果表明,量子纠缠与意识相关的大脑功能之间存在潜在联系。研究人员观察到,旨在最小化经典信号并增强量子相关性检测的零量子相干 (ZQC) 信号仅在与有意识意识相关的特定条件下出现。这一观察结果支持了某些认知过程可能从根本上是非经典的假设,挑战了仅基于经典物理学的传统大脑功能观点。研究人员提出,意识本身可能介导大脑中的纠缠,为理解人类认知和意识的本质开辟了新的途径。


MRI 技术和 ZQC 协议



研究人员采用先进的磁共振成像 (MRI) 技术来检测传统 MRI 方法通常无法观察到的信号。 他们方法的一个关键组成部分是使用基于零量子相干 (ZQC) 的见证协议,该协议旨在最小化经典信号并增强对潜在量子相关性的检测。 这种创新方法使该团队能够在大脑的大部分部分识别类似于心跳诱发电位 (HEP) 的信号。 这些信号的时间外观特别值得注意,因为它们与有意识和短期记忆表现相关,为量子过程在认知功能中的潜在作用提供了进一步的证据。


对神经科学和技术的影响



大脑功能中量子过程的潜在发现可能会彻底改变我们对意识和认知表现的理解。如果得到证实,这些发现可以解释大脑在涉及不可预见的情况或新颖学习场景的任务中胜过超级计算机的能力。 其影响超出了神经科学,可能会影响先进量子计算机的发展,并弥合神经科学和量子计算之间的差距。 这项研究为探索这些领域的交叉点开辟了令人兴奋的途径,表明未来对大脑功能的研究可能需要结合神经科学和量子力学的原理,以充分掌握人类认知的复杂性。


相关链接:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/219931v10

https://www.sciencedaily.com/releases/2022/10/221019090732.htm

https://www.researchgate.net/publication/361353798_Experimental_evidence_of_non-classical_brain_functions


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