Wie hängt das menschliche Gehirn mit der Quantenphysik zusammen?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Niemand weiß, was Bewusstsein ist und wie es funktioniert. Natürlich haben Wissenschaftler aus unterschiedlichen Wissenschaftsgebieten dazu verschiedene Annahmen, aber niemand kann eine genaue Antwort auf die Frage geben, was Bewusstsein ist. Eine ähnliche Situation wird bei der Quantenmechanik beobachtet - bei der Untersuchung der Wechselwirkung der kleinsten Teilchen des Universums miteinander haben Physiker viel gelernt. Da die Quantenmechanik jedoch nicht mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie übereinstimmt, können Forscher nicht herausfinden, wie man sie auf einen gemeinsamen Nenner bringt.

Laut einem der größten Wissenschaftler des 20. Jahrhunderts, dem Physiker Richard Feynman, versteht niemand die Quantenmechanik wirklich. Interessanterweise hätte er genauso gut über ein ebenso kompliziertes Problem des Bewusstseins sprechen können. Obwohl einige Wissenschaftler glauben, dass Bewusstsein nur eine Illusion ist, glauben andere im Gegenteil, dass wir überhaupt nicht verstehen, woher es kommt.

Es ist daher nicht verwunderlich, dass das uralte Geheimnis des Bewusstseins einige Forscher dazu veranlasst hat, sich der Quantenphysik zuzuwenden, um es zu erklären. Aber wie kann ein ungelöstes Rätsel durch ein anderes erklärt werden?

Was ist Bewusstsein?

Es ist schwierig, Bewusstsein zu definieren. Wie beantwortet man die Frage "Warum bin ich ich" oder "wie unterscheidet sich mein Bewusstsein vom Bewusstsein einer Katze?" oder "Warum nehme ich die Welt so wahr und nicht anders?" Glücklicherweise gibt es Wissenschaftler auf der Welt, die bereit sind, Antworten zu geben, wenn nicht alle, dann viele Fragen darüber, was das menschliche Bewusstsein ist.

So spricht der Kognitionsphilosoph Daniel Dennett, Professor an der Tufts University (USA), in seinem Buch „From Bacteria to Bach and Back“darüber, wie biologische Prozesse im menschlichen Körper einen Strom von Gedanken und Bildern erzeugen. Der Professor glaubt, dass der subjektive Film, der vor den Augen eines jeden von uns abgespielt wird, nichts anderes als eine von unserem Gehirn gekonnt gewobene Illusion ist. Er glaubt auch, dass Bewusstsein nicht so mysteriös ist, wie wir denken, und glaubt, dass die Wissenschaft die objektive Funktionsweise des Gehirns erklären sollte.

Unter den Gelehrten, die mit Dennetts Standpunkt nicht einverstanden sind, ist der australische Philosoph und Lehrer David Chalmers. Er schlägt vor, das Bewusstsein als etwas Fundamentales zu betrachten, etwa als die Gesetze der Physik, die in Zukunft mit neuester Technik entdeckt werden können. Seine zweite noch radikalere Idee nennt sich "Panspichismus-Hypothese", nach der Bewusstsein universell ist und jedes System es bis zu einem gewissen Grad besitzt, sogar Elementarteilchen und Photonen. Und wo Photonen sind, kann es Quantenmechanik geben.

Wie hängt die Quantenphysik mit dem Bewusstsein zusammen?

1921 erhielt Albert Einstein für seine Entdeckung des Gesetzes des photoelektrischen Effekts den Nobelpreis für Physik. Der Physiker glaubte, dass Licht, das normalerweise als kontinuierliche Welle betrachtet wird, auch in Quanten verteilt werden kann, die wir Photonen nennen. Dieses Ereignis markierte zusammen mit Max Plancks Verständnis der Schwarzkörperstrahlung, Niels Bohrs neuem Atommodell, Arthur Comptons Röntgenstudien und Louis de Broglies Annahme, dass Materie wellenartige Eigenschaften hat, den Beginn einer neuen Quantenära, in der Sie und ich hatten das Glück zu leben.

Ist es nicht überraschend, dass eine neue Quantentheorie des Bewusstseins namens Orchestrated Objective Reduction (Orch OR) auftaucht, die vom Physik-Nobelpreisträger Professor Roger Penrose von der University of Oxford und dem Anästhesisten Stuart Hameroff von der University of Arizona gesponsert wird.

Die Orch-OR-Theorie, obwohl sie seit ihrer Einführung eine Reihe von Änderungen erfahren hat, besagt im Allgemeinen, dass die Entdeckung von Quantenoszillationen in den "Mikrotubuli", die sich in den Neuronen des Gehirns befinden, Bewusstsein hervorruft. Mikrotubuli (Proteinpolymere) steuern neuronale und synaptische Funktionen und verknüpfen Gehirnprozesse mit selbstorganisierenden Prozessen auf Quantenebene. Wissenschaftler glauben, dass die neue Theorie sogar das Leben nach dem Tod erklären könnte.

Beachten Sie, dass die Theorie von Penrose und Hameroff eine Reihe von Kritikpunkten hervorgerufen hat, die Anwendung der Quantentheorie in einem biologischen Kontext jedoch fortgesetzt wurde und den größten Erfolg in Bezug auf die Photosynthese hatte. Interessanterweise deuten Studien zu Geruch, Enzymen und sogar Vogel-DNA auch darauf hin, dass Quanteneffekte möglicherweise stärker an der Funktionsweise biologischer Organismen beteiligt sind.

Die Doktorandin Bethany Adams hat kürzlich in Physics World einen Artikel über die Rolle von Quanteneffekten im Gehirn veröffentlicht. Die Studie von Adams hebt eine Reihe möglicher Quanteneffekte auf das Gehirn hervor, aber ihre Doktorarbeit

konzentriert sich auf die Quantenverschränkung zwischen Neuronen und wie sie durch Medikamente wie Lithium beeinflusst werden kann.

Während Adams' Arbeit mehrere potenzielle Anwendungen abdeckt, hofft sie selbst, dass ihre Forschung der Welt ein besseres Verständnis der Wirkungsweise von Antidepressiva und Stimmungsstabilisatoren sowie neuer Behandlungsmethoden für viele psychische Erkrankungen bringen wird. Aber wer weiß, vielleicht wird ihre Arbeit es Wissenschaftlern ermöglichen, zu erklären, wie Bewusstsein funktioniert und woher es kommt.