1 Temmuz Pazartesi günü, saat 09:25 ET'de güncellendi.
NEW YORK - Bilincin, beyindeki kuantum mekanik fenomenlerden kaynaklandığı fikri ilgi çekicidir, ancak kanıtlardan yoksundur.
Oxford Üniversitesi'nden fizikçi Roger Penrose ve Arizona Üniversitesi'nden anestezi uzmanı Stuart Hameroff, beynin kuantum bilgisayarı olarak hareket etmesini öneriyor (kuantum mekanik fenomenleri kullanan parçacıkların içinde olma yeteneği gibi) aynı anda iki yer) karmaşık hesaplamalar yapmak. Beyindeki nöronların içindeki lifler kuantum hesaplamanın temel birimlerini oluşturabilirler, Penrose ve Hameroff 15-16 Haziran tarihlerinde burada düzenlenen fütüristik bir konferans olan Global Future 2045 Uluslararası Kongresi'nde açıkladı.
Fikir çekici, çünkü sinirbilimin şu ana kadar bilinç için tatmin edici bir açıklaması yok - kendini tanıma ve duyusal deneyimlere ve düşüncelere sahip olma durumu. Ancak birçok bilim adamı bu fikre yönelik deneysel kanıt eksikliğine dikkat çekerek şüpheci.
Orch VEYA modeli
Penrose ve Hameroff fikirlerini bağımsız olarak geliştirdiler, ancak 1990'ların başında Orkestrasyonlu Amaç Azaltma (Orch OR) modelini geliştirmek için işbirliği yaptılar.
Penrose'un çalışması, matematikçi Kurt Godel'in eksiklik teoreminin yorumlanmasına dayanıyor; bu, belirli sonuçların bir bilgisayar algoritması tarafından kanıtlanamayacağını ifade ediyor. Penrose, insan matematikçilerin "Godel tarafından kanıtlanamayan" sonuçları kanıtlayabildiğini ve bu nedenle insan beyinlerinin tipik bilgisayarlar olarak tanımlanamayacağını savunuyor. Bunun yerine, bu yüksek yetenekleri elde etmek için beyin süreçlerinin kuantum mekaniğine dayanması gerektiğini söylüyor.
Ancak Penrose'un teorisi, bu kuantum hesaplamanın gerçek beyinler içinde nasıl meydana geldiğini açıklamıyordu, sadece fenomenin belirli matematiksel denklemleri çözmek için gerekli olacağını söyledi. Hameroff, Penrose'un çalışmasını okudu ve hücrelere mikrotübül olarak bilinen yapısal destek veren küçük lifli yapıları önerdi - kuantum hesaplamaları yapabilir.
Mikrotübüller, elektronların birbirine çok yakın döndüğü bölgeleri içeren protein tübülinin birimlerinden oluşur. Hameroff, bu elektronların "kuantum dolaşmış" olabileceğini, iki parçacığın bağlantıyı koruduğu bir durum olduğunu ve biri üzerinde gerçekleştirilen bir eylem, ikisi bir mesafe ile ayrılsa bile diğerini etkiler.
Orch OR modelinde, mikrotüplerdeki bu dolaşmış elektronların kuantum durumlarını tanımlayan matematiksel olasılıklar, uzay-zaman içinde kararsız hale gelir. Bu matematiksel olasılıklara dalga fonksiyonları denir ve bu senaryoda, olasılık durumundan belirli bir gerçekliğe geçerek çökerler. Bu durumda, bir nörondaki mikrotübüller, boşluk kavşakları olarak bilinen elektrik bağlantıları yoluyla diğer nöronlardakilere bağlanabilir. Bu kavşaklar elektronların beynin diğer bölgelerine "tünellemesine" izin vererek bilinçli bir deneyim olarak algılanan sinirsel aktivite dalgalarına neden olur.
Hameroff LiveScience'a verdiği demeçte, "Penrose'un bir bilinç mekanizması vardı ve bir yapım vardı."
Model ile ilgili sorunlar
Göründüğü kadar ilginç olan Orch OR modeli deneysel olarak test edilmedi ve birçok bilim adamı bunu reddetti.
Kuantum bilgisayarlar - son derece hızlı hesaplamalar elde etmek için kuantum mekanik efektlerden yararlanan bilgisayarlar teorileştirildi, ancak sadece bir tanesi (D-Wave şirketi tarafından üretildi) ticari olarak mevcut ve bunun gerçek bir kuantum bilgisayarı tartışılıp tartışılmadığı. Bu tür bilgisayarlar, bilim adamlarının "gürültü" olarak adlandırdığı bir sistemdeki bozulmalara karşı son derece hassas olacaktır. Gürültüyü en aza indirmek için sistemi izole etmek ve çok soğuk tutmak önemlidir (çünkü ısı parçacıkların hızlanmasına ve gürültü üretmesine neden olur).
Dikkatli bir şekilde kontrol edilen koşullar altında bile kuantum bilgisayarları oluşturmak zordur. İsviçre Zürih Üniversitesi'nden Christof Koch ve Klaus Hepp, 2006'da Nature dergisinde yayınlanan bir makalede, "Bu, ıslak ve sıcak beynin içindeki kuantum hesaplama için ıssız bir tablo çiziyor."
Modelle ilgili bir başka sorun, kuantum hesaplamasında yer alan zaman çizelgeleriyle ilgilidir. MIT fizikçisi Max Tegmark beyindeki kuantum etkilerini hesapladı ve beyinde kuantum durumlarının anlamlı beyin işlemesine yol açacak kadar çok kısa sürdüğünü buldu. Tegmark, Orch OR model belirsizliğini aradı ve daha somut modeller için gördüğü tek sayıların çok uzak olduğunu söyledi.
Tegmark, LiveScience'a verdiği demeçte, "Birçok insan bilincin bir gizem olduğunu ve kuantum mekaniğinin bir gizem olduğunu düşünüyor gibi görünüyorlar."
Orch OR modeli sinirbilimcilerden de eleştiri alıyor. Model, mikrotübüllerin içindeki kuantum dalgalanmalarının bilinç ürettiğini savunuyor. Ancak mikrotüpler bitki hücrelerinde de bulunur, diyor teorik nörobilimci Bernard Baars, VA, Falls Kilisesi Zihin-Beyin Bilimleri Derneği'nin CEO'su, "bitkiler, bilgimiz dahilinde, bilinçli değil."
Bu eleştiriler ilke olarak kuantum bilincini dışlamaz, ancak deneysel kanıtlar olmadan birçok bilim adamı ikna olmamıştır.
Kuantum bilincini göstermek için "Birisi tek bir deney yaparsa," dedi Baars, "Tüm şüpheciliğimi bırakacağım."
Editörün Notu: Bu makale, 27 Haziran 2013'te "kuantum bilgisayarı ... gerçekleştirilmedi" ifadesini değiştirmek üzere güncellenmiştir. D-Wave şirketi bir tane oluşturduğunu iddia ediyor, ancak bazıları gerçekten bir kuantum bilgisayarı olarak çalışıp çalışmadığını sorguladı.
Zeyilname: (1 Temmuz 2013)
Bu makalede belirtilen Orch OR modelinin eleştirilerine yanıt olarak Stuart Hameroff birkaç kanıt sunmaktadır. Beynin kuantum hesaplamaları için çok sıcak olduğu yönündeki itiraza yanıt olarak Hameroff, Japonya'nın Tsukuba'daki Ulusal Malzeme Bilimleri Enstitüsü'nde (NIMS) Anirban Bandyopadhyay tarafından yönetilen ve “mikrotübüllerin stimüle edildiğinde esasen kuantum iletken hale geldiğini” belirten bir 2013 çalışmasından bahsediyor. belirli rezonans frekanslarında, ”dedi Hameroff.
(Bilinçsiz) bitki hücrelerinde de mikrotübüllerin bulunduğu eleştirisine yanıt olarak Hameroff, bitkilerin bilinç için gereken eşiğe ulaşamayacak kadar az sayıda mikrotüp bulunduğunu söyledi. Ancak Chicago Üniversitesi'nden Gregory Engel ve meslektaşlarının bitki fotosentezinde kuantum etkileri gözlemlediğini de kaydetti. “Domates veya rutabaga sıcak sıcaklıkta kuantum tutarlılığını kullanabilirse, neden beynimiz olmasın?” Dedi Hameroff.
Teorisi için kanıt eksikliğine karşı genel itirazlara yanıt olarak, Hameroff, Pennsylvania Üniversitesi'nde, sadece bilinçli beyin aktivitesini durduran anesteziklerin mikrotübüller yoluyla hareket ettiğini öne süren Rod Eckenhoff'un yönettiği bir 2013 çalışmasına atıfta bulundu.
Bu çalışmalar Orch OR modeline biraz destek vermektedir. Ancak tüm bilimsel hipotezlerde olduğu gibi, model, bilim camiası arasında yaygın kabul görmek için önemli kanıtlar toplamalıdır.
