Hoe is het menselijk brein gerelateerd aan de kwantumfysica?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Niemand weet wat bewustzijn is en hoe het werkt. Natuurlijk hebben wetenschappers uit verschillende wetenschapsgebieden een verscheidenheid aan veronderstellingen op dit punt, maar niemand kan een exact antwoord geven op de vraag wat bewustzijn is. Een vergelijkbare situatie wordt waargenomen met de kwantummechanica - door de interactie van de kleinste deeltjes van het heelal met elkaar te bestuderen, hebben natuurkundigen veel geleerd. Maar aangezien de kwantummechanica het niet eens is met Einsteins algemene relativiteitstheorie, kunnen onderzoekers er niet achter komen hoe ze deze tot een gemeenschappelijke noemer kunnen brengen.

Volgens een van de grootste wetenschappers van de twintigste eeuw, natuurkundige Richard Feynman, begrijpt niemand de kwantummechanica echt. Interessant genoeg had hij net zo goed kunnen praten over een al even ingewikkeld probleem van bewustzijn. Ondanks het feit dat sommige wetenschappers geloven dat bewustzijn slechts een illusie is, geloven anderen daarentegen dat we helemaal niet begrijpen waar het vandaan komt.

Het is dus niet verwonderlijk dat het eeuwenoude mysterie van bewustzijn sommige onderzoekers ertoe heeft aangezet zich tot de kwantumfysica te wenden om het te verklaren. Maar hoe kan het ene onopgeloste mysterie door het andere worden verklaard?

Wat is bewustzijn?

Het is moeilijk om bewustzijn te definiëren. Hoe de vraag te beantwoorden "waarom ben ik ik" of "hoe verschilt mijn bewustzijn van het bewustzijn van een kat?" of "waarom zie ik de wereld op deze manier en niet anders?" Gelukkig zijn er wetenschappers in de wereld die klaar staan om antwoorden te geven, zo niet alle, dan veel vragen over wat het menselijk bewustzijn is.

Zo vertelt cognitief filosoof Daniel Dennett, professor aan de Tufts University (VS), in zijn boek "From Bacteria to Bach and Back" hoe biologische processen in het menselijk lichaam een stroom van gedachten en beelden creëren. De professor gelooft dat de subjectieve film die voor de ogen van ieder van ons wordt afgespeeld, niets meer is dan een illusie die vakkundig door onze hersenen is geweven. Hij gelooft ook dat bewustzijn niet zo mysterieus is als we denken en vindt dat de wetenschap de objectieve werking van de hersenen zou moeten verklaren.

Onder de geleerden die het niet eens zijn met het standpunt van Dennett, is de Australische filosoof en leraar David Chalmers. Hij stelt voor om bewustzijn te beschouwen als iets fundamenteels, bijvoorbeeld als de wetten van de fysica, die in de toekomst kunnen worden ontdekt met behulp van de nieuwste technologie. Zijn tweede, nog radicalere idee wordt de "panspichisme-hypothese" genoemd, volgens welke bewustzijn universeel is en elk systeem het tot op zekere hoogte bezit, zelfs elementaire deeltjes en fotonen. En waar fotonen zijn, kan ook kwantummechanica zijn.

Hoe is kwantumfysica gerelateerd aan bewustzijn?

In 1921 kreeg Albert Einstein de Nobelprijs voor de natuurkunde voor zijn ontdekking van de wet van het foto-elektrisch effect. De natuurkundige geloofde dat licht, dat meestal als een continue golf wordt beschouwd, ook kan worden verdeeld in quanta, die we fotonen noemen. Deze gebeurtenis, samen met Max Plancks begrip van blackbody-straling, het nieuwe atoommodel van Niels Bohr, de röntgenstudies van Arthur Compton en de veronderstelling van Louis de Broglie dat materie golfachtige eigenschappen heeft, markeerde het begin van een nieuw kwantumtijdperk waarin jij en ik hadden het geluk om te leven.

Is het een verrassing dat er een nieuwe kwantumtheorie van bewustzijn is ontstaan genaamd Orchestrated Objective Reduction (Orch OR), gesponsord door Nobelprijswinnaar in de natuurkunde Professor Roger Penrose van de Universiteit van Oxford en anesthesist Stuart Hameroff van de Universiteit van Arizona.

De Orch OR-theorie, hoewel deze sinds het begin een aantal veranderingen heeft ondergaan, stelt in het algemeen dat de ontdekking van kwantumoscillaties in de "microtubuli" die zich in de neuronen van de hersenen bevinden, aanleiding geeft tot bewustzijn. Microtubuli (eiwitpolymeren) sturen neuronale en synaptische functies aan en koppelen hersenprocessen aan zelforganiserende processen op kwantumniveau. Wetenschappers geloven dat de nieuwe theorie zelfs het hiernamaals kan verklaren.

Merk op dat de theorie van Penrose en Hameroff een aantal kritieken heeft veroorzaakt, maar de toepassing van de kwantumtheorie in een biologische context is voortgezet en had het grootste succes met betrekking tot fotosynthese. Interessant is dat onderzoeken naar geur, enzymen en zelfs vogel-DNA ook suggereren dat kwantumeffecten op grotere schaal betrokken kunnen zijn bij het functioneren van biologische organismen.

Promovendus Bethany Adams publiceerde onlangs een paper in Physics World over de rol van kwantumeffecten in de hersenen. Adams' studie belicht een reeks mogelijke kwantumeffecten op de hersenen, maar haar doctoraatsstudie

richt zich op de kwantumverstrengeling tussen neuronen en hoe deze kan worden beïnvloed door geneesmiddelen zoals lithium.

Hoewel het werk van Adams verschillende mogelijke toepassingen omvat, hoopt ze zelf dat haar onderzoek de wereld een beter begrip zal geven van hoe antidepressiva en stemmingsstabilisatoren werken, evenals nieuwe behandelingen voor veel psychische aandoeningen. Maar wie weet, misschien stelt haar werk wetenschappers in staat om uit te leggen hoe bewustzijn werkt en waar het vandaan komt.