Một nghiên cứu mới cho thấy: thông tin trong các nơ-ron không được truyền đi như một mã - mà như một dòng chảy vật lý, không thể tách rời khỏi nhiệt. Nhiệt động lực học lượng tử đã chạm tới não bộ
Khi các nhà thần kinh học nói về thông tin trong não bộ, họ thường hình dung một thứ gì đó giống như một mã - các mẫu kích hoạt của nơ-ron, các tín hiệu điện, các dấu hiệu hóa học. Thông tin như một sự trừu tượng, thứ chỉ đơn thuần được «ghi lại» vào vật chất. Một công trình mới của giáo sư Onur Pusuluk thuộc Đại học Kadir Has ở Thổ Nhĩ Kỳ, được công bố trên arXiv, đưa ra một quan điểm hoàn toàn khác. Thông tin trong các nơ-ron không phải là một sự trừu tượng. Đó là một quá trình vật lý, không thể tách rời khỏi chính vật chất của não bộ. Và chìa khóa của quá trình này là nhiệt.
Pusuluk dựa trên cái gọi là hiệu ứng nhiệt kết hợp - một hiện tượng trong đó dòng nhiệt và dòng thông tin trong một hệ thống liên hệ tương hỗ với nhau thông qua tính kết hợp lượng tử. Khi nhiệt chảy qua mô nơ-ron, nó mang theo không chỉ năng lượng mà còn cả một cấu trúc quan hệ, được phân bố đồng thời trên nhiều nơ-ron. Cấu trúc này không thuộc về bất kỳ nơ-ron riêng lẻ nào. Nó vô hình đối với người quan sát cục bộ - dù đó là nơ-ron bên cạnh hay một thiết bị đo lường. Nó chỉ tồn tại như một chỉnh thể. Trong bức tranh này, não bộ không phải là một chiếc máy tính đang xử lý mã. Đó là một hệ nhiệt động lực học lượng tử sống động, nơi tư duy và dòng nhiệt là hai mặt của cùng một quá trình vật lý.
Điều khiến công trình này đặc biệt thú vị là mối liên hệ của nó với những gì chúng ta đã biết về bản chất lượng tử của ý thức. Nếu thông tin trong não bộ được truyền đi thông qua tính kết hợp lượng tử phân bố, điều đó có nghĩa là: não bộ sử dụng đúng kiểu tổ chức mà vật lý lượng tử coi là nền tảng cho bản chất của chính không gian và vật chất. Pusuluk đề xuất một cơ chế cụ thể, có thể kiểm chứng, thông qua các kênh ion, các mạng proton liên kết hydro và các phân tử chứa phốt phát trong nơ-ron — theo đó các tương tác lượng tử vi mô được mở rộng lên trên và ảnh hưởng đến động lực học nhận thức của toàn bộ não bộ.
Điều quan trọng là Pusuluk cố ý tránh những tuyên bố khoa trương. Công trình được công bố dưới dạng bản thảo chưa bình duyệt trên arXiv và vẫn chưa qua phản biện. Tác giả không khẳng định rằng não bộ là một máy tính lượng tử, và dứt khoát tách mình khỏi những lý thuyết suy đoán về ý thức lượng tử vĩ mô. Ông đề xuất một điều gì đó chính xác hơn và hấp dẫn hơn: giữa vật lý lượng tử vi mô và động lực học nhận thức vĩ mô tồn tại một cây cầu có cơ sở vật lý và có thể kiểm chứng. Tư duy không chỉ là tính toán. Đó là một quá trình nhiệt động lực học, trong đó các quan hệ lượng tử giữa các phần của hệ thống trở thành một nguồn tài nguyên và cũng thực tại như năng lượng hay vật chất. Thông tin không chỉ được lưu trữ trong não bộ, mà còn chảy qua nó — cùng với nhiệt.
