Kutatók kvantumszámítógéppel kapcsolnák össze az emberi agyat, hogy kiderítsék, honnan származik a tudat

A tudat - az élénk, öntudatos élmény, amely meghatározza az emberi létet - továbbra is a tudomány egyik legizgalmasabb rejtélye. Annak ellen...

A tudat - az élénk, öntudatos élmény, amely meghatározza az emberi létet - továbbra is a tudomány egyik legizgalmasabb rejtélye. Annak ellenére, hogy a neurotudomány jelentős előrelépéseket tett, még mindig nincs végleges magyarázatunk arra, mi is a tudat és hogyan jön létre.

Most egy kutatócsoport merész és szokatlan megközelítést javasol: annak tesztelését, hogy a tudat a kvantumösszefonódás révén keletkezik-e az agyunkban azáltal, hogy emberi elméket és kvantumszámítógépeket kapcsolnak össze. Ha a kísérlet sikeres lenne, az alapjaiban változtathatná meg a tudatról és annak kvantumvilághoz fűződő kapcsolatáról alkotott elképzeléseinket. (1)

A tudat rejtélye

A tudat tanulmányozása hosszú ideje elméleti kihívásokkal terhelt. Két vezető keretrendszer uralja a vitát: az Integrált Információs Elmélet (IIT), amely szerint a tudat egy rendszer integrációs szintjéből ered, valamint a Globális Működési Elmélet (GWT), amely úgy véli, hogy a tudat az agy különböző részei közötti információmegosztásból fakad. Ám egyik elmélet sem magyarázza teljesen az olyan jelenségeket, mint az öntudat szubjektív élménye vagy az altatás hatásai, amelyek kikapcsolják a tudatot anélkül, hogy világos magyarázatot adnának arra, hogyan működik.

1989-ben Sir Roger Penrose, brit matematikus és Nobel-díjas tudós, egy vitatott alternatívát mutatott be. Penrose azt feltételezte, hogy a tudat kvantumösszefonódásból eredhet - a részecskék olyan összekapcsolódásából, amely túlmutat a klasszikus fizikán -, amely az agyban történik. Az ötletet kezdetben szkepticizmussal fogadták, mivel a kvantumállapotok törékenyek, és könnyen megzavarhatók az emberi agy meleg, nedves környezetében.

A mikrotubulusok szerepe a kvantumtudatban

Penrose hipotézisének egyik fő kihívása az volt, hogy találjon egy olyan struktúrát az agyban, amely képes fenntartani a kvantumösszefonódást. Az utóbbi években a kutatók azt javasolták, hogy a mikrotubulusok - az idegsejtek apró szerkezeti elemei - stabil környezetet biztosíthatnak az összefonódáshoz. Ez az elmélet idén új lendületet kapott, amikor egy kutatócsoport felfedezte, hogy a mikrotubulusokhoz kötődő gyógyszerek befolyásolták, mennyi időbe telt, hogy a patkányok elveszítsék eszméletüket altatás alatt, ami kapcsolatot feltételez a mikrotubulusok és a tudatos állapotok között.

Bár ígéretes ez az irányvonal, még mindig gyerekcipőben jár, és további kutatások szükségesek annak megállapítására, hogy a mikrotubulusok valóban okozati szerepet játszanak-e a tudatban. Mindazonáltal utat nyitott még merészebb kísérletek előtt.

Radikális kísérlet: A tudat kiterjesztése kvantumszámítógépekkel

Egy ilyen kísérletet Hartmut Neven, a Google Quantum AI laborjának vezetője javasolt. A csapat Penrose ötleteire épít, de eltér attól azzal, hogy azt javasolja, a tudat nem a kvantumszuperpozíció összeomlásánál, hanem annak kialakulásakor jön létre. Ez a módosítás elkerüli az agyban történő fénysebességnél gyorsabb kommunikáció paradoxonát, miközben megőrzi a kvantumtudat hipotézisének lényegét.

A javasolt teszt egy fizikai interfész létrehozását foglalja magában egy emberi agy és egy kvantumszámítógép között, amely lehetővé teszi a koherens kölcsönhatásokat és az összefonódás közvetítését. A kutatók feltételezik, hogy az agy egy kvantumrendszerrel való összekapcsolása a tudat "kiterjesztéséhez" vezetne.

"Egy experimentum crucis-ban," - magyarázzák a kutatók -, "fizikai kapcsolatot hoznánk létre egy emberi agy és egy kvantumszámítógép között, amely lehetővé tenné a koherens kölcsönhatásokat és közvetítené az összefonódást." Az egyesített rendszer egy magasabb dimenziós térben létezne, amelyet egy közös hullámfüggvény ír le.

Hartmut Neven részletezte a kísérlet mechanizmusát: "Tegyük fel, hogy 'N' qubit van az agyunkban és 'M' qubit egy külső kvantumszámítógépben. Ha egy személy képes lenne az agyát összefonódásba hozni ezzel a kvantumszámítógéppel, egy 'N+M' qubitből álló kiterjesztett kvantumszuperpozíció jöhetne létre. Amikor ez a kiterjesztett szuperpozíció összeomlik, gazdagabb tudatos élményhez vezetne, amely több leíró bitet igényelne, mint az illető tipikus tudatállapota."

Ezt a "kiterjesztési protokollt," ahogy Neven nevezi, a kutatók arra használnák, hogy teszteljék, vajon a tudat valóban kvantumjelenség-e. Ha a résztvevők minőségileg gazdagabb élményekről számolnának be, az meggyőző bizonyítékot nyújthatna arra, hogy a tudat kvantumfolyamatokból ered.

Kihívások és etikai megfontolások

Bár a javasolt kísérlet lenyűgöző, jelentős gyakorlati és etikai akadályokkal kell szembenéznie. Egy fizikai kapcsolat létrehozása egy emberi agy és egy kvantumszámítógép között invazív eljárásokat igényelne, amelyek biztonsági és beleegyezési kérdéseket vetnek fel. Továbbá az agyi tevékenység kvantumbitekkel való integrálásának technológiai képessége jelenleg messze meghaladja a jelenlegi lehetőségeinket.

Még ha egy ilyen kísérlet megvalósíthatóvá is válna, az eredmények értelmezése rendkívül összetett lenne. A tudatos élmény inherensen szubjektív, és a résztvevők által jelentett "gazdagabb élmények" érvényességét nehéz lenne tudományosan értékelni.

Tágabb következmények és alternatív utak

E kihívások ellenére a kvantumelméletek tudattal kapcsolatos tesztelése szélesebb körű vitát indít el az elme természetéről és annak fizikai univerzumhoz való kapcsolódásáról. Míg a kvantummegközelítéseket gyakran spekulatívnak tekintik, rámutatnak arra, hogy szükséges a szokatlan hipotézisek vizsgálata is, hogy megfejtsük a tudomány egyik legnagyobb rejtélyét.

Közben más kutatási irányok is hozhatnak új felismeréseket a tudatról invazív módszerek nélkül. Például az inert gázok, mint a xenon, és azok idegi aktivitásra gyakorolt hatásainak tanulmányozása nyomra vezethet a tudatos állapotok mögötti mechanizmusokkal kapcsolatban. Az ilyen vizsgálatok értékes kontextust nyújthatnak annak megértéséhez, hogyan kapcsolódnak a kvantumjelenségek, ha részt vesznek benne, a klasszikus biológiai folyamatokhoz.

Ugrás az ismeretlenbe

A kvantumszámítógépek segítségével történő tudatkiterjesztésre irányuló javaslat egyszerre merész és gondolatébresztő. Ha sikeres lenne, alapjaiban változtatná meg a tudat és a kvantumvilág közötti kapcsolat megértését. Egyelőre a kísérlet elméleti lehetőség marad, egy merész ugrás az ismeretlenbe. Ahogy a kutatások haladnak, a neurotudomány, a kvantumfizika és a filozófia közötti kölcsönhatás továbbra is kihívást jelent majd a valóság és az emberi lét értelmezésére.

A tanulmány, amely az Entropy című folyóiratban jelent meg, ízelítőt ad arról, hogy mi rejlik a tudat és a kvantummechanika metszéspontján. Akár igaznak bizonyul a kvantumtudat hipotézise, akár nem, példája annak a merész gondolkodásnak, amely szükséges az emberi elme természetére vonatkozó mélyreható kérdések megválaszolásához. (2)

(1) - https://www.mdpi.com/1099-4300/26/6/460
(2) - https://www.iflscience.com/scientists-want