¿Qué sería combinar física cuántica con neurociencia?

No es lo que esperas. Olvídate de los efectos cuánticos como la teoría de la conciencia de Penrose. Aparte de sus problemas de implementación, no hace nada para resolver realmente el problema de la conciencia.

No, la combinación genuina de las conclusiones de QM con las de neurociencia es mucho más amplia. Entonces, ¿cuál es la principal conclusión de QM? No es que los eventos no sean deterministas, no es que la materia pueda estar en dos estados (onda y partícula), no es que todos los extraños efectos cuánticos solo se apliquen a una escala muy pequeña y se “promedien” a nivel macroscópico. La conclusión principal de QM es que lo que llamamos materia no tiene existencia independiente de las entidades para las que tiene importancia, es decir, aquellos que (lo) percibirán *. Por supuesto, estas entidades mismas están compuestas de materia, lo que hace que todo el sistema físico (el universo) se autodefina. Le da una circularidad, más bien como en un diccionario, donde todas las palabras se definen en términos de otras palabras. Del mismo modo, toda la materia se define en términos de sus propiedades. Una propiedad es una declaración de una interacción constante que una pieza de materia tendrá con otras piezas. Así se define la materia, siempre en términos de relaciones, no hay nada intrínseco. Las “cosas” que componen la materia se infieren, todo lo que se puede demostrar son los resultados de las interacciones. La única realidad de esta circularidad está dada por el significado de una entidad consciente que interactúa con ella. Del mismo modo, el único significado en un diccionario lo proporcionan las experiencias reales que un lector ha tenido con las cuales puede basar algunas de las palabras; sabes lo que significa “rojo” porque has visto sangre. Sin experiencia, no tiene sentido. Del mismo modo, sin experiencia no hay materia; las partículas solo existen tras la observación, antes de la observación solo hay ondas interactivas de probabilidad, la probabilidad de las propiedades de una partícula cuando finalmente la observas.

Entonces, si la materia se autodefine y depende de aquellos para los que tiene importancia, una forma más precisa de pensar es pensar en cada pieza de materia como una restricción. Para que podamos compartir un universo, cuando se hace una observación, obliga a otras observaciones a ser consistentes con él. De eso se trata realmente; Es un mapa de experiencia, real y potencial, dentro de una cosmovisión particular. Por ejemplo, dentro de la ciencia, una vez que se ha hecho una observación a la que cualquiera puede acceder, todas las observaciones futuras están obligadas a ser compatibles con ella, las teorías deben ajustarse en consecuencia. Todo nuestro mundo físico, no solo conceptual, es un conjunto de puntos (observaciones) que se limitan entre sí.

¿Y qué hay de la neurociencia? ¿Qué está haciendo el cerebro? Básicamente, lo que hace el cerebro es registrar las correlaciones entre todo lo que experimenta; cuando ocurre algo, ¿qué más ocurre al mismo tiempo? Estas correlaciones se tratan como nuevas “cosas” y las correlaciones entre estas nuevas cosas también se almacenan. Este proceso continúa construyendo una jerarquía con los simples puntos, líneas, clics y silbidos de percepción sensorial en la parte inferior y conceptos y pensamientos complejos en la parte superior. Cada elemento se genera a partir de las relaciones entre otros elementos. Estas relaciones se almacenan como conexiones sinápticas entre neuronas, llamadas “pesos”. Estos pesos reflejan la estructura relacional del universo, para el dueño del cerebro. Las personas se centran en la actividad de las neuronas, los potenciales de acción (picos), como lo que es importante, porque “representan” lo que realmente está allí, al igual que las personas se centran en partículas de materia como lo que es real en física. Pero los picos están determinados por la estructura de peso **, al igual que “materia” es simplemente un marcador de posición para una lista de interacciones consistentes. Los picos actúan como restricciones: puede pensar en cada pico como un voto de otra celda, otra celda con la que está correlacionado. Cada celda recibe información de muchos miles de otras celdas. Debe recibir un cierto número de votos para poder disparar. De esta manera, el aumento de cada célula es una restricción en la actividad de todas las células a las que se conecta y, por lo tanto, indirectamente en la actividad de innumerables otras. Por lo tanto, puede pensar en el mapa de actividad de picos de todo el cerebro como una representación de todos los objetos en la conciencia actual, pero es más preciso pensar en él como un mapa de restricción mutua, donde cada pico es una restricción para todos los demás, y así en la experiencia futura. Por lo tanto, los picos son equivalentes a trozos de materia y pesos sinápticos a las relaciones entre ellos, las propiedades que los definen. Lo que es sólido y persistente son los pesos sinápticos, lo que es efímero y regenerado en todo momento son las espigas. QM relacional es una interpretación que también toma las relaciones como más reales que los objetos que se infiere que están relacionados.

El cerebro no es lo suficientemente grande como para mantener cada correlación entre todo. Se restringe mucho mirando principalmente las interacciones locales, pero aún así el espacio sería demasiado grande si no fuera por una cosa; experiencia subjetiva. Desde el punto de vista de su propietario, el propósito del cerebro es avanzar en el mundo; encuentra las cosas buenas y evita las malas. Esto se hace con más correlación: todo de cualquier complejidad está relacionado con la sensación que evoca. Esto sucede explícitamente en la amígdala, pero la influencia de esta retroalimentación afectiva es tan importante que hay muchas estructuras en el cerebro dedicadas a ella. Estas estructuras se utilizan no solo para conducir el comportamiento, sino también para determinar qué correlaciones se almacenarán en el cerebro; solo los que son relevantes para los sentimientos del dueño del cerebro. Nuevamente, como en el diccionario donde el significado se deriva de la experiencia real del lector, la existencia de cualquier cosa en el cerebro depende completamente de su importancia para el sujeto.

Entonces, ¿qué significa todo ésto? En pocas palabras, significa que lo que consideramos realidad, objetos externos de materia independientes de nosotros, es solo una inferencia. Fenomenalmente, lo que es real es el significado: el significado de la experiencia para nosotros, incluido lo que significa para nuestra experiencia futura. Esto es paralelo tanto en QM como en neurociencia.


* Algunos argumentarán que una observación en QM no significa una observación consciente. Dirán que una interacción con cualquier pieza de materia puede colapsar la función de onda. Pero por supuesto que no. No hay colapso en el experimento de doble rendija causado por la interacción de la partícula de prueba con las paredes de la rendija que la desvía. En todos los casos, a menos que se registre un resultado que esté disponible para inspección por un observador consciente, no hay colapso. Si registra un resultado y destruye el registro antes de que se observe, no hay colapso.

** La entrada al cerebro es, por supuesto, un fuerte determinante del disparo de al menos neuronas sensoriales. Explicar completamente cómo se incorporan aquí la entrada sensorial y la salida del motor requeriría una larga digresión, por lo que tendré que hacerlo en otro lugar.

Los efectos cuánticos se ven más fácilmente a bajas temperaturas.

Además, dado que la neurociencia es un fenómeno macroscópico, se necesitaría una teoría de muchos cuerpos. La teoría cuántica de muchos cuerpos describe sistemas con muchas partículas, pero puede no ser directamente aplicable ya que la neurociencia generalmente se estudia a temperatura ambiente.

La física estadística es una teoría más general que puede modelar la neurociencia. Es una herramienta que describe los fenómenos emergentes de muchos sistemas corporales, como las transiciones de fase.

El profesor de física Paolo Grigolini, uno de varios científicos que actualmente se enfoca en crear un modelo del cerebro humano usando herramientas como la mecánica estadística.

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Por supuesto, la física cuántica subyace a toda la física y a toda la ciencia. Entonces, para ser interesantes cuando preguntamos “qué significaría combinar X con cuántica”, debemos significar algo más específico.

En mi opinión, esta pregunta [más específica] puede reformularse significativamente como “¿X, un área temática de macro física, evidencia un comportamiento que requiere que explícitamente y, de manera personalizada, volvamos al reino cuántico para comprender dicho comportamiento?”

Esto surge para varias X. Por ejemplo, la fotosíntesis parece ser un ejemplo donde la eficiencia es tan alta que necesitamos volver a la teoría cuántica. Cosmología, y la distribución masiva en el universo es otra. No hay evidencia de que la neurociencia sea uno de estos X temas.

La física cuántica entra en juego, en el sentido de que la física cuántica determina la estructura de la tabla periódica y la química de cómo los átomos y las moléculas interactúan y se combinan. Establece las reglas básicas sobre cómo se construye y opera el hardware neuronal del cerebro.

Sin embargo, la mayoría de los neurocientíficos están de acuerdo en que los efectos cuánticos no juegan un papel significativo en el cálculo neuronal. La evidencia, tanto experimental como teórica, apoya esto. La generación y propagación de potenciales de acción, por ejemplo, se entiende perfectamente sin física cuántica. Las neuronas son simplemente demasiado grandes, demasiado calientes y demasiado decoherentes para utilizar efectos cuánticos para el procesamiento de información en cualquier grado significativo.

Hay algunos verdaderos creyentes que todavía se aferran a ideas marginales, como la teoría de los microtúbulos de Penrose, por ejemplo, pero este pensamiento es conspirador en este momento. Los cerebros no son computadoras cuánticas.

Primero, sería necesario demostrar que los efectos cuánticos juegan un papel importante en el funcionamiento del cerebro. Entonces sería una cuestión si explorar cómo ese papel influye en la operación del cerebro. Sabemos que no es para formas de vida simples, hemos imitado con éxito cerebros de gusanos planos con una simulación clásica y se comportaron igual. Entonces, si hay un efecto, solo está presente en cerebros más avanzados.

Probablemente no haya ninguna razón por la que no pueda combinar estas materias a nivel de grado, pero no hay mucha superposición, excepto la bioquímica. En eso la mecánica cuántica explica la química, de ahí la bioquímica, la biología y, por lo tanto, la neurociencia. (Si está preguntando sobre las teorías de Roger Penrose sobre las neuronas y el colapso de la función de onda, olvídalo, eso es una locura).

Roger Penrose, David Bohm, Henry Stapp, otros.

Para otro título, pruebe The Mind and the Brain: Neuroplasticity and the Power of Mental Force de Schwartz & Begley. Combina varias ideas, algunas de las cuales pueden ser utilizadas por personas que desean reprogramar sus cerebros.

Hay un físico teórico llamado Roger Penrose que ha dado un golpe especulativo al respecto. Si quieres aprender al respecto, intenta leer su libro, “La nueva mente del emperador”. No es exactamente accesible a menos que tenga una comprensión básica de las matemáticas y la filosofía, y las ideas de Penrose sobre la mente están bastante “allá afuera”, pero al menos puede esperar escuchar algunas ideas interesantes.

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