Coscienza e meccanica quantistica: nuove ipotesi sui fotoni entangled.
La coscienza è uno dei misteri più complessi della scienza. La sua origine e il modo in cui funziona nel cervello sono ancora poco chiari. Una delle teorie emergenti è che la meccanica quantistica potrebbe giocare un ruolo importante. L’entanglement quantistico, un fenomeno in cui due particelle diventano interconnesse in modo tale che lo stato di una influenza istantaneamente lo stato dell’altra, è visto da alcuni scienziati come una possibile chiave per capire la coscienza.
Nuovo studio neuroscienze e meccanica quantistica
Un gruppo di ricerca cinese ha pubblicato un nuovo studio sulla rivista Physical Review E. I ricercatori hanno osservato che molti fotoni (particelle di luce) aggrovigliati potrebbero essere generati all’interno della guaina mielinica che ricopre le fibre nervose. Questo potrebbe spiegare come i neuroni comunichino tra loro a una velocità molto più rapida di quella che finora si è pensato fosse al di sotto della velocità del suono, troppo lenta per spiegare come avviene la sincronizzazione neurale.
“Se il potere dell’evoluzione fosse alla ricerca di un’azione utile a distanza, l’entanglement quantistico sarebbe [un] candidato ideale per questo ruolo”, ha affermato Yong-Cong Chen in una dichiarazione a Phys.org. Chen è professore presso lo Shanghai Center for Quantitative Life Sciences and Physics Department presso l’Università di Shanghai.
Dettagli tecnici dello studio
Il cervello comunica al suo interno sparando segnali elettrici chiamati sinapsi tra neuroni, che sono i componenti principali del tessuto nervoso. È l’attività sincronizzata di milioni di neuroni su cui si basa la coscienza (tra le altre attività del cervello). Ma il modo in cui avviene questa precisa sincronizzazione è sconosciuto.
Le connessioni tra i neuroni sono chiamate assoni, lunghe strutture simili a fili elettrici, e sono ricoperte da un rivestimento (“guaina”) fatto di mielina, un tessuto bianco composto da lipidi.
1. Ruolo della Mielina:
- Gli assoni, che sono come fili nel sistema nervoso, sono rivestiti di mielina. La mielina ha il compito di isolare e proteggere gli assoni e di accelerare la trasmissione dei segnali nervosi.
- Anche se la velocità dei segnali lungo gli assoni è inferiore a quella del suono, il meccanismo di sincronizzazione tra neuroni rimane un mistero.
2. Fotoni e Entanglement:
- Durante un ciclo di produzione di energia nel metabolismo cellulare, vengono emessi fotoni. Questi fotoni possono accoppiarsi con le vibrazioni delle molecole lipidiche nella mielina e generare fotoni entangled.
- Il gruppo di ricerca ha usato modelli di meccanica quantistica per dimostrare che, all’interno della mielina, è possibile avere fotoni fortemente aggrovigliati. Questo potrebbe permettere una comunicazione istantanea tra neuroni, risolvendo il problema della sincronizzazione veloce.
3. Meccanismo di studio:
- Gli scienziati hanno studiato la produzione e l’entanglement dei fotoni all’interno di un modello teorico di guaina mielinica, trattando le onde elettromagnetiche e i fotoni come oggetti quantistici.
- Hanno trovato che l’entanglement dei fotoni potrebbe migliorare la velocità e l’efficacia della comunicazione tra neuroni.
Entanglement e comunicazione quantistica
1. Cos’è l’Entanglement Quantistico? L’entanglement quantistico è un fenomeno della fisica quantistica in cui due particelle diventano correlate in modo tale che lo stato di una particella influisce istantaneamente sullo stato dell’altra, anche se sono distanti tra loro. Questo fenomeno è alla base delle future tecnologie di comunicazione quantistica, che promettono di essere super sicure e veloci.
2. Applicazione ai neuroni: i ricercatori stanno esplorando l’idea che nelle ramificazioni dei neuroni, chiamate assoni, possano essere generate coppie di fotoni (particelle di luce) che si comportano in modo simile all’entanglement quantistico. Se questi fotoni sono entangled, potrebbero influenzarsi a distanza e quindi accelerare o migliorare la comunicazione tra neuroni.
Funzionamento del cervello e problemi irrisolti
1. Trasmissione degli impulsi elettrici: nel cervello, gli impulsi elettrici si muovono lungo gli assoni dei neuroni grazie a una differenza di potenziale elettrico. Questi impulsi sono poi trasmessi tra neuroni attraverso sinapsi, che sono i punti di contatto tra i neuroni.
2. Velocità della comunicazione neurale: nonostante la nostra comprensione di base di come gli impulsi elettrici e le sinapsi funzionano, c’è ancora un grande mistero su come il cervello riesca a sincronizzare e comunicare le informazioni così rapidamente. Alcuni esperti, come il premio Nobel Roger Penrose, suggeriscono che la risposta potrebbe trovarsi in fenomeni quantistici, che sono molto difficili da osservare direttamente.
Collegamento tra Entanglement e comunicazione neurale
Ipotesi di Entanglement nei neuroni: l’idea è che i fotoni generati nelle ramificazioni delle cellule nervose potrebbero non essere solo semplici particelle di luce, ma potrebbero anche essere entangled. Se i fotoni sono entangled, potrebbero teoricamente comunicare tra loro istantaneamente, migliorando la sincronizzazione e la velocità della comunicazione neuronale.
Sintesi
In sintesi, i ricercatori stanno esplorando se i fotoni entangled nelle ramificazioni dei neuroni possano spiegare la rapida comunicazione tra neuroni, un fenomeno che non è completamente compreso. Questa ricerca potrebbe non solo migliorare la nostra comprensione del cervello, ma anche contribuire allo sviluppo di nuove tecnologie di comunicazione quantistica. La nuova teoria rappresenta, quindi, anche una nuova direzione nella ricerca neuroscientifica.
