Перспективы квантовой нейродинамики

Насколько реалистична гипотеза о квантовой природе сознания человека? Существуют ли

факты, так или иначе подтверждающие эту гипотезу? Каковы возможные механизмы

реализации "квантового сознания" в мозге? Попытаемся ответить на эти вопросы.

К сожалению, приходится констатировать, что несмотря на сравнительно большое число

работ, посвященных "квантовым основания сознания", нет каких-либо прямых и

однозначных доказательств того, что мозг реально использует в своей работе какие-то

существенно квантовые макроскопические механизмы.

Однако, в последнее время появилось большое число публикаций, в которых предлагаются

конкретные, обоснованные гипотезы, касающиеся возможных физических механизмов

возникновения макроскопических квантовых состояний в мозге, которые авторы этих

концепций связывают с сознанием (126,127,128,130,132). Большое число докладов на эту

тему, в частности, было представлено на международном симпозиуме по проблеме

сознания в Тусоне (1996г.) (128). Большинство докладчиков особые надежды связывало с

исследованием так называемых "микротрубок" (microtubules) - микроскопических

внутриклеточных образований, которые, соединяясь друг с другом, образуют

внутриклеточную эндоплазматическую сеть, функция которой до сих пор не ясна.

Предполагают, что эти "микротрубки", будучи оптически "пусты" (их содержимое

бесструктурно), тем не менее обладают регулярной внутренней квазикристаллической

структурой (например, наполнены водой в особом структурированном состоянии) и что

такого рода структуры как раз и могут служить носителем макроскопического когерентного

квантового состояния - являющегося непосредственным физическим "носителем"

сознания. (127, 130)

Выбор "микротрубок" в качестве гипотетического "субстрата сознания" обусловлен прежде

всего наблюдениями за поведение одноклеточных организмов которые, не обладая

нервной системой, нередко демонстрируют достаточно сложное поведение. "Психический

механизм" этих организмов, как полагают, как раз и локализован в системе "микротрубок".

Отсюда весьма правдоподобными представляются предположения, что и у высших

многоклеточных организмов психический механизм (локализованный в нервных клетках)

также связан с этими структурами.

Надо сказать, что относительно конкретных механизмов "квантового сознания",

локализованного в "микротрубках", нет единства мнений. Одни авторы полагают, что

"микротрубки" как бы служат "волноводами" для оптического квантового компьютера,

каковым является мозг. Другие полагают, что в "микротрубках" генерируются вторичные

квантовые поля, квантами которых являются разного рода квазичастицы. Третьи

предполагают, что в микротрубках возникает электронный бозе-конденсат и т.д. (128).

В целом, однако, можно выделить две наиболее популярные гипотезы, касающиеся

возможности возникновения макроскопического квантового состояния в мозге и в

биологических системах вообще. Первая гипотеза была высказана еще в 60-х годах Г.

Фрeлихом (133). Фрeлих рассматривал гипотетический механизм образования в нервной

ткани бозе-конденсата фононов - квантов высокочастотной вибрации внутриклеточных

молекулярных структур. Бозе-конденсация - это процесс концентрации колебательных

квантов на одной (выделенной) степени свободы. Речь, таким образом, здесь идет о

специфическом дистантном взаимодействии на квантовом уровне колебательных

степеней свободы макромолекулярных структур (Фрeлих помещал их в биологические

мембраны, а современные исследователи - в "микротрубки"). В результате этого

взаимодействия возникает единое макроскопическое, метастабильное когерентное

квантовое состояние, соответствующее минимуму колебательной энергии (бозе-

конденсат). Необходимый элемент модели Фрeлиха - постоянная "подкачка" энергии,

поступающей в систему извне в виде квантов излучения в узком частотном диапазоне,

близким к основной частоте. Мощность "подкачки" должна быть не ниже некоторой

пороговой величины. (С этой точки зрения механизм Фрeлиха напоминает процессы,

происходящие в лазере). Привлекательная для модели "квантового сознания" особенность

модели Фрeлиха - это дальнодействующий характер взаимодействий макромолекул,

участвующих в образовании "бозе-конденсата". Это позволяет рассматривать "квантовое

сознание" как явление макроскопического масштаба.

Заметим, что хотя эта гипотеза до сих пор пользуется большой популярностью,

исследования, выполненные в последние десятилетия с целью проверки гипотезы

Фрeлиха, пока не дали никаких позитивных результатов. В частности, в рамках модели

Фр¦лиха не удалось получить реалистические оценки параметров взаимодействия

биосистем с когерентными электромагнитными колебаниями миллиметрового диапазона

(106).

Вторая гипотеза была высказана в 50-е годы и касается возможности существования в

биосистемах макроскопических квантовых эффектов наподобие сверхпроводимости

(158,160, 161). Здесь уже носителем макроскопического когерентного квантового

состояния являются электронные пары. Кроме того, макроскопическое квантовое

состояние здесь может существовать и в равновесных условиях. Что касается этой

гипотезы, то здесь имеются некоторые экспериментальные данные, косвенно ее

подтверждающие. Причем эти данные были получены в экспериментах с естественной

нейрональной сетью. Мы имеем здесь в виду работу харьковских ученых (106), в которой

сообщается о наблюдении амплитудного отклика автодинного генератора дифракционного

излучения (ГДИ-автодина) миллиметрового диапазона электромагнитных волн при

взаимодействии с естественной нейронной сетью, состоящей из 106 нейронов сетчатки

изолированного глазного бокала Rana temparata. Как отмечают авторы работы, наиболее

вероятным физическим механизмом этого явления представляется нестационарный эффект

Джозефсона, что предполагает сверхпроводящее состояние исследуемых биологических

структур (которое наблюдается при комнатной температуре). Авторы отмечают отсутствие

отклика ГДИ-автодина для неживого биологического объекта. Однако, рассмотренные

данные лишь косвенно указывают на возможность сверхпроводимости в нервной ткани.

Каких-либо убедительных доказательств и здесь пока, к сожалению, не имеется.

Учитывая это, нельзя сбрасывать со счета также и гипотезу, что сознание связано с

какими-то еще пока не известными, лишь гипотетически предполагаемыми физическими

частицами или взаимодействиями (см. (107)).

Безусловно, обнаружение квантовых свойств живого в виде макроскопических

когерентных квантовых эффектов, которые могли бы объяснить, помимо сознания,

удивительную согласованность биохимических процессов в живой клетке,

антиэнтропийные свойства живого - это весьма сложная задача и нет ничего

удивительного, что она до сих пор не решена. Квантовое состояние - не есть что-то такое,

что можно увидеть в микроскоп. По сути, как мы видели, это объективно существующее в

природе "идеальное". Всякое наблюдение неизбежно превращает квантовые состояния в

"события", так что собственно квантовые свойства живого можно обнаружить лишь по

косвенным эффектам. К числу таких косвенных эффектов можно отнести уже давно

отмеченную аномально высокую чувствительность живого к слабым электромагнитным

излучениям в определенных частотных диапазонах (108). Интенсивность этих излучений

столь мала, что они не могут сколь-нибудь существенно повлиять на "классические"

биохимические процессы в клетке. Отсюда возникает идея, что такого рода высокая,

селективная по частоте чувствительность живого (в том числе и человека) к

электромагнитным воздействиям (в основном, в миллиметровом диапазоне) объясняется

тем, что живой организм (или какие-то его макроскопические части) является "целостным

квантовым объектом" (108).

Будем надеяться, что дальнейшие исследования приведут к прояснению вопроса:

действительно ли в основе сознания лежат какие-то "квантовые механизмы" и насколько

фактически оправдана отмеченная нами аналогия квантового и субъективного.

Положительный результат будет иметь большое значение не только для понимания

природы сознания, но и для понимания физической реальности.

Поиск по сайту: