Een nieuw onderzoek toont aan: informatie in neuronen wordt niet overgedragen als een code - maar als een fysieke stroom, onlosmakelijk verbonden met warmte. Kwantumthermodynamica heeft het brein bereikt
Wanneer neurowetenschappers over informatie in het brein spreken, bedoelen ze gewoonlijk iets als een code - activeringspatronen van neuronen, elektrische signalen, chemische markers. Informatie als abstractie, die simpelweg in de materie is "opgeschreven". Een nieuw werk van professor Onur Pusuluk van de Kadir Has Universiteit in Turkije, gepubliceerd op arXiv, biedt een radicaal ander perspectief. Informatie in neuronen is geen abstractie. Het is een fysiek proces, onlosmakelijk verbonden met de materie van het brein zelf. En de sleutel tot dit proces is warmte.
Pusuluk baseert zich op het zogenoemde thermocoherente effect - een verschijnsel waarbij de warmtestroom en de informatiestroom in een systeem onderling verbonden zijn via kwantumcoherentie. Wanneer warmte door neuronaal weefsel stroomt, draagt ze niet alleen energie met zich mee, maar ook een relationele structuur die over talloze neuronen tegelijk is verdeeld. Deze structuur behoort niet toe aan één afzonderlijk neuron. Ze is onzichtbaar voor de lokale waarnemer - of dat nu een naburig neuron is of een meetinstrument. Ze bestaat alleen als geheel. Het brein is in dit beeld geen computer die code verwerkt. Het is een levend kwantumthermodynamisch systeem, waarin denken en warmtestroom twee zijden van één fysiek proces zijn.
Wat dit werk bijzonder interessant maakt, is het verband met wat we al weten over de kwantummatige aard van bewustzijn. Als informatie in het brein wordt overgedragen via verdeelde kwantumcoherentie, betekent dit: het brein gebruikt precies dat type organisatie dat de kwantumfysica als fundamenteel beschouwt voor de aard van de ruimte en de materie zelf. Pusuluk stelt een concreet, toetsbaar mechanisme voor, via ionenkanalen, waterstofgebonden protonennetwerken en fosfaatbevattende moleculen in neuronen — waarlangs microscopische kwantuminteracties opschalen en de cognitieve dynamiek van het brein als geheel beïnvloeden.
Belangrijk is dat Pusuluk bewust grootse beweringen vermijdt. Het werk is gepubliceerd als preprint op arXiv en heeft nog geen peerreview ondergaan. De auteur beweert niet dat het brein een kwantumcomputer is, en distantieert zich uitdrukkelijk van speculatieve theorieën over macroscopisch kwantumbewustzijn. Hij biedt iets preciezers en iets intrigerenders: tussen de microscopische kwantumfysica en de macroscopische cognitieve dynamiek bestaat een fysiek onderbouwde en toetsbare brug. Denken is niet louter berekening. Het is een thermodynamisch proces, waarin kwantumrelaties tussen de delen van het systeem een hulpbron worden en even reëel zijn als energie of materie. Informatie wordt niet simpelweg in het brein opgeslagen, maar stroomt erdoorheen — samen met de warmte.
