En el trabajo en curso para aprovechar todo el potencial de la computación cuántica, los científicos tal vez podrían intentar observar nuestros propios cerebros para ver qué es posible: un nuevo estudio sugiere que el cerebro en realidad tiene mucho en común con un tanto como una computadora.
Los hallazgos podrían enseñarnos mucho sobre las funciones de las neuronas, así como sobre los fundamentos de la mecánica cuántica. La investigación podría explicar, por ejemplo, por qué nuestros cerebros aún pueden superar a las supercomputadoras en ciertas tareas, como tomar decisiones o aprender nueva información.
Al igual que con muchas investigaciones de computación cuántica, el estudio analiza la idea del entrelazamiento: dos partículas separadas que se encuentran en estados que están vinculados entre sí.
“Adaptamos una idea, desarrollada para experimentos para demostrar la existencia de la gravedad cuántica, mediante la cual tomas sistemas cuánticos conocidos, que interactúan con un sistema desconocido”. dice el físico Christian Kerskens de la Universidad de Dublín.
“Si los sistemas conocidos se entrelazan, entonces el desconocido también debe ser un sistema cuántico. Evita las dificultades para encontrar dispositivos de medición para algo de lo que no sabemos nada”.
En otras palabras, el entrelazamiento o la relación entre los sistemas conocidos solo puede ocurrir si el sistema mediador en el medio, el sistema desconocido, también opera en un nivel cuántico. Si bien el sistema desconocido no se puede estudiar directamente, se pueden observar sus efectos, como con la gravedad cuántica.
A los efectos de esta investigación, los espines de protones del “agua cerebral” (el líquido que se acumula en el cerebro) actúan como el sistema conocido, con imágenes de resonancia magnética personalizadas (resonancia magnética) exploraciones utilizadas para medir de forma no invasiva la actividad de los protones. El espín de una partícula, que determina sus propiedades magnéticas y eléctricas, es una propiedad de la mecánica cuántica.
A través de esta técnica, los investigadores pudieron ver señales parecidas a potenciales evocados de latidos del corazón, que son un tipo de señal de electroencefalografía (EEG). Estas señales normalmente no son detectables a través de resonancia magnética, y la idea es que aparecieron porque los giros de protones nucleares en el cerebro estaban enredados.
Las observaciones registradas por el equipo requieren verificación a través de la confirmación a través de estudios futuros en múltiples campos científicos, pero los primeros resultados parecen prometedores para los acontecimientos cuánticos no clásicos en el cerebro humano cuando está activo.
“Si el enredo es la única explicación posible aquí, eso significaría que los procesos cerebrales deben haber interactuado con los espines nucleares, mediando el enredo entre los espines nucleares”. dice Kerskens.
“Como resultado, podemos deducir que esas funciones cerebrales deben ser cuánticas”.
Las funciones cerebrales que iluminaron las lecturas de resonancia magnética también se asociaron con la memoria a corto plazo y la conciencia, y eso sugiere que los procesos cuánticos, si eso es lo que son, juegan un papel crucial en la cognición y la conciencia, sugiere Kerskens.
Lo que los investigadores deben hacer a continuación es aprender más sobre este sistema cuántico desconocido en el cerebro, y luego podríamos comprender completamente el funcionamiento de la computadora cuántica que llevamos en la cabeza.
“Nuestros experimentos, realizados a sólo 50 metros de la sala de conferencias donde Schrödinger presentó su famoso pensamientos sobre la vidapuede arrojar luz sobre los misterios de la biología y sobre la conciencia, que científicamente es aún más difícil de comprender”. dice Kerskens.
La investigación ha sido publicada en el Revista de comunicaciones de física.