新しい研究が示すのは、ニューロン内の情報はコードとして伝わるのではなく、熱と不可分な物理的流れとして伝わるということだ。量子熱力学が脳にまで到達した
神経科学者が脳内の情報について語るとき、通常はコードのようなもの、つまりニューロンの発火パターン、電気信号、化学マーカーを思い浮かべる。情報は抽象物であり、物質にただ「書き込まれている」にすぎない。トルコのカディル・ハス大学のオヌル・プスルク教授による新しい論文がarXivに公開され、根本的に異なる見方を提示している。ニューロン内の情報は抽象物ではない。それは脳という物質そのものから切り離せない物理的過程である。そしてこの過程の鍵となるのが熱だ。
プスルクは、いわゆる熱コヒーレント効果に依拠している。これは、系内の熱の流れと情報の流れが量子コヒーレンスを通じて相互に結びつく現象である。熱が神経組織を通って流れるとき、それは単にエネルギーだけでなく、多数のニューロンに同時に分布する関係的構造をも運ぶ。この構造は、どの個々のニューロンにも属さない。隣接するニューロンであれ測定機器であれ、局所的な観測者には見えない。それは全体としてのみ存在する。この描像における脳は、コードを処理するコンピュータではない。思考と熱の流れが一つの物理的過程の二つの側面である、生きた量子熱力学系なのだ。
この研究をとりわけ興味深くしているのは、意識の量子的本性について私たちがすでに知っていることとの関連である。もし脳内の情報が分布した量子コヒーレンスを通じて伝わるのなら、それは次のことを意味する。脳は、量子物理学が空間と物質そのものの本性にとって根本的とみなすまさにそのタイプの組織化を用いているのだ。プスルクは、ニューロン内のイオンチャネル、水素結合したプロトン網、リン酸含有分子を通じて、微視的な量子相互作用が上方にスケールし、脳全体の認知ダイナミクスに影響を与えるという、具体的で検証可能な機構を提案している。
重要なのは、プスルクが意図的に大げさな主張を避けていることだ。論文はarXivにプレプリントとして公開されており、まだ査読を経ていない。著者は脳が量子コンピュータだとは主張しておらず、巨視的な量子意識に関する思弁的な理論からは明確に距離を置いている。彼が提案しているのは、より正確でより興味をそそるものだ。微視的な量子物理学と巨視的な認知ダイナミクスの間には、物理的に根拠づけられ検証可能な橋が存在する。思考は単なる計算ではない。それは、系の部分間の量子的関係が資源となり、エネルギーや物質と同じくらい現実のものとなる熱力学的過程である。情報は脳内に単に保存されるのではなく、熱とともに脳を通って流れるのだ。
