Исследования показывают, что пары запутанных фотонов могут генерироваться из цилиндрических полостей, образованных миелиновой оболочкой, окружающей нервные волокна (или аксоны). Предполагается, что колебательные спектры углерод-водородных связей в миелине способствуют спонтанному излучению этих пар. Это квантовое явление может играть ключевую роль в синхронизации активности миллиардов нейронов, составляющих нашу центральную нервную систему.
Синхронизация активности нейронов головного мозга играет важную роль в контроле многих нейробиологических процессов. Исследования показывают, что эта потеря синхронности тесно связана с функциональными нарушениями, связанными с неврологическими заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона. Однако, несмотря на десятилетия исследований, механизмы этой синхронизации остаются во многом неуловимыми.
Исследования показывают, что квантовая запутанность может играть роль в этой синхронизации. Фотоны участвуют не только в биологической деятельности растений и бактерий, но и в биологической деятельности животных. Например, поляроны (квантовые состояния, возникающие в результате непрерывного взаимодействия фотонов и электронно-дырочных пар), образующиеся под действием видимого света и резонирующие с экситонами (квазичастицами, состоящими из электронно-дырочных пар) в молекулах хлорофилла, помогают передавать энергию при фотосинтезе.
Фотоны среднего инфракрасного диапазона, генерируемые гидролизом АТФ, стимулируют репликацию ДНК и регулируют активацию калиевых каналов и передачу сигналов нейронам. Ранее считалось, что сверхслабые фотоны (или биофотоны) являются простыми метаболитами, которые также участвуют в функционировании нейронов.
Недавние исследования показали, что радиация вызывает эффекты, выходящие далеко за пределы клеток-мишеней, поражая клетки, находящиеся далеко от места облучения. Некоторые люди думают, что это связано с эффектом квантовой запутанности.
Эти результаты позволяют предположить, что фотоны могут быть потенциальным источником синхронизации нейронов посредством квантовой запутанности.
Обратите внимание: Новое исследование может в конечном итоге подтвердить или отклонить теорию Большого взрыва.
«Хотя каждый результат требует более детального изучения, они дают важную информацию о влиянии света на активность нейронов», — объяснили исследовательская группа из Шанхайского университета и Сычуаньского университета внутренние корреляции квантовой запутанности остаются захватывающими», — говорится в новом исследовании .Потенциальное влияние на синхронизацию активности нейронов
Чтобы проверить свою гипотезу, в новом исследовании ученые оценили участие миелина в синхронизации активности нейронов. Миелин — это липидная мембрана, окружающая аксоны, которая одновременно изолирует аксоны и улучшает передачу потенциалов действия.
«Миелин часто рассматривают просто как изолятор. Однако новые данные свидетельствуют о том, что миелин пластичен, что предполагает его роль, выходящую за рамки изоляции, и его потенциал способствовать фазовой синхронизации», — заявили ученые. Изменения миелина связаны со снижением когнитивных функций при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз.
Образование микрополостей необходимо для экситонного и поляритонного переноса энергии. Отражение света от стенок этих полостей приводит к захвату фотонов. Исследователи предположили, что, создавая цилиндрические полости, миелин способен лучше удерживать фотоны после образования поляритонов. Этот процесс может привести к образованию запутанных пар фотонов.
команда использовала квантовую электродинамику полости (cQED), чтобы обнаружить образование запутанных пар фотонов в колебательном спектре связей углерод-водород (CH), расположенных на хвостах молекул миелина. В этом случае атомы заключены в крошечные структуры (миелиновые цилиндры), стенки которых отражают свет, что позволяет изучать взаимодействие вещества и света на квантовом уровне.
Результаты показывают, что цилиндрическая полость, образованная миелином, способствует образованию большого количества запутанных пар фотонов. Обилие вибрационных единиц CH в нейронах позволяет предположить, что они могут быть источником квантовой запутанности в нервной системе.
Исследователи говорят, что это может быть связано со способностью мозга оптимизировать и синхронизировать передачу информации через нейронные сети. Они пришли к выводу: «Используя нелокальные корреляционные свойства квантовой запутанности, мы можем предположить, что квантовая запутанность может эффективно синхронизировать активность нейронов во всем мозге.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.