這一令人驚訝的意識(shí)結(jié)構(gòu)線索支持了一位諾貝爾獎(jiǎng)得主關(guān)于量子物理如何在大腦中工作的理論；這一發(fā)現(xiàn)可能強(qiáng)化這樣一個(gè)理論：在量子層面上，我們的意識(shí)與宇宙中的意識(shí)糾纏在一起。

一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)中，研究人員對(duì)大鼠施以麻醉，使這些科學(xué)家相信嚙齒動(dòng)物大腦中的微小結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)意識(shí)體驗(yàn)。

為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這些被稱為“微管”的微觀空心管結(jié)構(gòu)并不依賴我們?nèi)粘５慕?jīng)典物理學(xué)。相反，專家們認(rèn)為，微管在量子領(lǐng)域執(zhí)行著令人難以置信的作。該研究引用了早期研究者的工作，推斷類似的量子作很可能也在人腦中發(fā)生。

在美國(guó)馬薩諸塞州韋爾斯利學(xué)院的科學(xué)家們進(jìn)行大鼠腦實(shí)驗(yàn)時(shí)，給嚙齒動(dòng)物服用了異氟醚，這是一種用于誘導(dǎo)和維持昏迷的吸入全身麻醉劑，用于醫(yī)療程序。一組藥物大鼠還接受了微管穩(wěn)定藥物，另一組則未接受。研究人員發(fā)現(xiàn)，微管穩(wěn)定分子能讓大鼠保持清醒時(shí)間比未穩(wěn)定的大鼠更長(zhǎng)，后者更快失去“正直反射”，即恢復(fù)正常姿勢(shì)的能力，這一發(fā)現(xiàn)于當(dāng)時(shí)發(fā)表在美國(guó)神經(jīng)科學(xué)學(xué)會(huì)（Society for Neuroscience, SfN）出版的學(xué)術(shù)期刊《eNeuro》上。

韋爾斯利的研究意義重大，因?yàn)橐庾R(shí)的物理來(lái)源幾十年來(lái)一直是個(gè)謎。這是驗(yàn)證我們大腦執(zhí)行量子作、這種能力產(chǎn)生意識(shí)理論的重要一步——這一觀點(diǎn)在過(guò)去三十年里逐漸受到關(guān)注。

量子物理必須是意識(shí)基礎(chǔ)機(jī)制的觀點(diǎn)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代，當(dāng)時(shí)諾貝爾獎(jiǎng)得主物理學(xué)家羅杰·彭羅斯(Roger Penrose)和麻醉學(xué)家斯圖爾特·哈默羅夫(Stuart Hameroff)普及了神經(jīng)微管能夠在大腦中實(shí)現(xiàn)量子過(guò)程，從而產(chǎn)生意識(shí)的觀點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)，他們?cè)?996年的一篇論文中提出，意識(shí)可能像量子波一樣通過(guò)大腦微管運(yùn)作。

這被稱為Orch OR理論，指的是微管通過(guò)Penrose稱之為“客觀約簡(jiǎn)”的數(shù)學(xué)過(guò)程進(jìn)行量子計(jì)算的能力。

在量子物理中，粒子并不像經(jīng)典物理所觀察的那樣存在，也沒(méi)有明確的物理位置。相反，它以概率云的形式存在。如果它與環(huán)境接觸，比如測(cè)量裝置觀測(cè)到它，粒子就會(huì)失去多態(tài)的“疊加”狀態(tài)。它坍縮成一個(gè)明確的、可測(cè)量的狀態(tài)，即它被觀察到的狀態(tài)。彭羅斯假設(shè)“每當(dāng)量子波函數(shù)在大腦中以這種方式坍縮時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有意識(shí)的體驗(yàn)時(shí)刻。”

如果這種與微管相關(guān)聯(lián)的意識(shí)量子理論被證明是正確的，它可能會(huì)徹底改變我們對(duì)意識(shí)的理解，甚至強(qiáng)化開(kāi)創(chuàng)性的理論——在量子層面上，意識(shí)能夠同時(shí)存在于所有地方。

換句話說(shuō)，它可以同時(shí)存在于任何地方，這表明你的意識(shí)理論上可以與大腦之外的量子粒子連接，甚至可能與宇宙中的意識(shí)糾纏在一起。

許多科學(xué)家忽視了ORCH或理論，因?yàn)榱孔有?yīng)只在實(shí)驗(yàn)室極低溫度下產(chǎn)生過(guò)。例如，我們的技術(shù)現(xiàn)在包含了量子計(jì)算機(jī)，但它們的運(yùn)行依賴于接近絕對(duì)零度（約-273攝氏度）的溫度來(lái)維持量子態(tài)。根據(jù)2022年的一項(xiàng)研究，溫大腦遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這些界限，在大腦最深處的溫度約為32–40攝氏度（約90–104華氏度）。

然而，科學(xué)家們多年來(lái)收集了一組有希望的數(shù)據(jù)，表明動(dòng)物和植物的某些量子層面作實(shí)際上可能決定了生命的運(yùn)作。

例如，科學(xué)家們推測(cè)，植物生活在遠(yuǎn)高于絕對(duì)零度的溫度下，可能利用量子過(guò)程高效地將光轉(zhuǎn)化為能量。首先，植物將光子或光粒子轉(zhuǎn)化為一種稱為激子的物質(zhì)形式，將其輸送到植物的葉綠體中以啟動(dòng)光合作用。在這一過(guò)程中，激子必須繞過(guò)其他內(nèi)部植物結(jié)構(gòu)——速度足夠快，以保存能量直至目的地。植物必須利用疊加的量子性質(zhì)，才能同時(shí)嘗試所有可能的路徑。這樣，激子就能以最高效的方式到達(dá)目的地。

同樣，我們可以合理地認(rèn)為，大腦中數(shù)十億個(gè)同時(shí)放電的神經(jīng)元在量子糾纏的“遠(yuǎn)距離作用”特性下工作，也就是兩個(gè)相距極遠(yuǎn)的粒子可能存在的連接潛力?？茖W(xué)家們此前在原子粒子中觀察到過(guò)這一現(xiàn)象。當(dāng)他們研究一個(gè)粒子時(shí)，另一個(gè)非常遙遠(yuǎn)的粒子也改變了其性質(zhì)，盡管兩者表面上沒(méi)有任何聯(lián)系。

2024年8月發(fā)表在《物理評(píng)論E》雜志上的一項(xiàng)研究提出，包覆腦細(xì)胞軸突的髓鞘中一種脂肪物質(zhì)為這種糾纏提供了理想的環(huán)境。由于大腦似乎能夠執(zhí)行量子作來(lái)促進(jìn)我們的思維，一些科學(xué)家推測(cè)這一過(guò)程促成了我們的意識(shí)。

兩項(xiàng)早期里程碑式研究也支持了對(duì)意識(shí)的量子視角。這兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都涉及將光粒子照射到微管中，并觀察到信號(hào)沒(méi)有衰減。事實(shí)上，根據(jù)這些研究，實(shí)驗(yàn)證明微管信號(hào)中的量子態(tài)確實(shí)存在。

一項(xiàng)由物理學(xué)家兼腫瘤學(xué)教授杰克·圖辛斯基博士進(jìn)行的研究，利用紫外光子產(chǎn)生長(zhǎng)達(dá)五納秒的量子反應(yīng)。這種量子相干性持續(xù)時(shí)間比研究人員預(yù)期的微管長(zhǎng)了數(shù)千倍。同樣，在中佛羅里達(dá)大學(xué)，研究人員將可見(jiàn)光照射到微管的一端，測(cè)量微管發(fā)射光所需的時(shí)間。他們觀察到這種光在數(shù)百毫秒到幾秒內(nèi)重新發(fā)射——這對(duì)大腦完成所有功能來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。

這一觀察提供了確鑿證據(jù)，表明神經(jīng)元能夠以允許量子作的速度工作。這讓我們更接近理解我們的大腦——也許是我們的意識(shí)——如何與量子宇宙相連。

這些研究除了幫助我們更好地理解如何治療腦部相關(guān)健康問(wèn)題外，比如昏迷患者或非人類動(dòng)物是否有意識(shí)。心靈作為一種量子現(xiàn)象”將“塑造我們對(duì)各種相關(guān)問(wèn)題的思考，我們即將進(jìn)入對(duì)自我認(rèn)知的新時(shí)代。