Can Neuroscience Settle a 100-Year-Old Quantum Debate?Колапс хвильової функції як медіатора вільної волі в первинних нейронахДієго А. Лобогерреро, 21 серпня 2025
У нашому нинішньому погляді на реальність, свобода волі спирається на дві протилежні сили. З одного боку, у нас є детермінізм, який стверджує, що все вже визначено нашими внутрішніми складовими, атомами та молекулами, що утворюють наші тіла.
З іншого боку, у нас є квантова механіка та її погляд, що все в квантовому світі є за своєю суттю випадковим та ймовірнісним.
Жодна з цих перспектив не породжує феномен того, що ми називаємо вільною волею, але тут, у цій статті, ми пропонуємо основний механізм того, як вільна воля повинна діяти в нашому світі.
Ми припускаємо, що колапс хвильової функції відповідає за визначення нашої вільної волі в первинних нейронах.
Колапс хвильової функції—це процес, за допомогою якого частинка переходить зі стану суперпозиції або перебування в кількох місцях одночасно до остаточного стану з чітко встановленими властивостями.
Первинні нейрони—це клас нейронів, які відповідають за ініціювання процесу мислення або дії в нашому мозку.
Але для того, щоб це діяло, колапс хвильової функції не повинен діяти на звичайну матерію, оскільки це призвело б до чисто випадкового результату.
Нам потрібна нова гіпотетична частинка, для якої ми застосували термін «частинка душі/духу».
Ця частинка душі/духу має дуже специфічні особливості, як ми обговорювали в цій статті, і ми надали математичну модель, щоб пояснити її взаємодію з нашою внутрішньою фізіологією.
1 ВступУсі ми маємо сильне внутрішнє переконання, що можемо приймати рішення та діяти відповідно до власних роздумів, переконань, уподобань та почуттів.
Ми припускаємо, що наш вибір був зроблений у нашій свідомості, і що ми несемо відповідальність за рішення, які ми приймаємо у нашому повсякденному житті.
Але це не та точка зору, якої дотримується наука, з думок П'єра-Симона Лапласа, який стверджував, що якби ми знали з нескінченною точністю всі змінні навколо кожної частинки у Всесвіті, ми могли б бачити майбутнє, а також минуле (Guggisberg and Mottaz, 2013; Kožnjak, 2015).
Однак, згідно з цією точкою зору, вільної волі не повинно існувати, оскільки все було б зумовлено нашими власними внутрішніми складовими, атомами та молекулами, що утворюють наші тіла.
Це те, що ми називаємо детермінізмом, який корениться в причинно-наслідкових зв'язках усього Всесвіту.
Тим не менш, з'явилася квантова механіка, яка поставила під сумнів цю перспективу; В основі кожного процесу електронів і субатомних частинок лежить не детермінований, а радше ймовірнісний процес, визначений хвильовою функцією частинки.
Але він виходить навіть за межі цієї сфери, в основі цієї взаємодії частинка лежить невизначеною або в суперпозиції станів, в кількох положеннях одночасно, доки спостерігач не «спостерігає за нею» або коли вона взаємодіє з навколишнім середовищем.
Потім відбувається колапс хвильової функції (КХФ), і частинка з'являється в точковому положенні з чітко встановленими властивостями чисто випадковим чином відповідно до хвильової функції цієї частинки (Jedlicka, 2017).
У цьому випадку минуле можна реконструювати за закономірностями, визначеними після КХФ, але не майбутнє, оскільки воно назавжди замкнене в квантовій невизначеності, доки теперішнє не буде створено в момент колапсу.
Тим не менш, ця точка зору не рятує свободу волі, адже якщо майбутнє не визначене і є радше ймовірнісним, чи означає це, що наша вільна воля також випадкова та ймовірнісна (Mudrik et al., 2022)?
Існує таке поняття емерджентності, яке стверджує, що ми не можемо робити висновки про наш зовнішній світ, з огляду на внутрішню роботу його складових, так само як вода складається з H₂O, а вологість—це дві різні речі.
Ми не можемо стверджувати, що наша вільна воля випадкова та ймовірнісна, якщо ми насправді не відчуваємо, що наші рішення є ймовірнісними та випадковими (Joober and Karama, 2021; Mitchell, 2018).
Однак, у випадку емерджентності, я вважаю, що ми можемо пізнати або зрозуміти внутрішню роботу нашої реальності, і просто застосовувати науку поза межами чіткої гіпотези, наприклад, чому золото такого кольору або чому ртуть є рідиною за кімнатної температури.
Коли ми просто застосовуємо те, що ми знаємо з хімії, ми можемо зрозуміти, що релятивістський ефект на зовнішню оболонку ртуті робить її рідкою, оскільки вона рідко поділяє ці електрони з іншими атомами ртуті.
І ми знаємо, що золото має такий колір, з огляду на довжину хвилі світла, яку атом поглинає та відбиває у своїй зовнішній оболонці електронів.
Зі знанням цього та кореня, який пояснює багато різних речей, ми можемо зробити висновок, що емерджентність є помилковою, і що механізм глибокого розуміння повинен пояснювати те, що ми сприймаємо як вільну волю; ми не можемо звинувачувати наші спільні знання в емерджентності лише тому, що ми не розуміємо кореневого механізму, який пояснює окрему гіпотезу (Schwartz et al., 2005).
Вільну волю можна визначити за трьома різними умовами.
По-перше, є «здатність чинити інакше», що означає, що є варіант вибору; якщо є лише один варіант, ми не були б вільними робити те, що нам заманеться.
Друга умова—«контроль над своїм вибором»; суб'єкт, який діє, має бути тим самим, хто здійснив цей вибір, без втручання людей та механізмів поза межами досяжності.
Наприклад, тик в оці, мимовільний рух повіки, навіть якщо рух був зроблений тим самим суб'єктом самостійно, не вважається вільною волею, оскільки суб'єкт не контролював цей рух.
Третя умова полягає в тому, що рішення має бути «відповідним до причин» відповідно до внутрішніх переконань цієї людини.
Якби наш вибір був випадковим, то суб'єкт не контролював би своє життя, і все базувалося б на випадкових факторах.
Ні, рішення повинні бути раціонально мотивованими; якщо я одружуюсь на основі підкидання кубиків, то не я вільний робити вибір, навіть якщо я вільний сказати «так», але якщо я одружуюсь з жінкою на основі її ідей та мого глибокого кохання до неї, то моє рішення справді вільне (Lavazza, 2016).
Але наука останнім часом не так позиціонує свободу волі; з часів експериментів, проведених Лібетом та ін. (1983) та іншими, які прийшли після нього (Neafsey, 2021), вони почали використовувати ЕЕГ-записи для вимірювання часу волевиявлення, або часу, коли ми усвідомлюємо свої рішення.
Вони доручили добровольцям дивитися на екран з точкою, що обертається навколо циферблата годинника, і після того, як точка зробила хоча б один оберт навколо циферблата, вони сказали учасникам зробити довільний рух, коли вони забажають.
Їх попросили не планувати рух заздалегідь, а діяти спонтанно.
Потім їм сказали повідомити час, коли вони усвідомили «спонукання», «намір» або «рішення» рухатися, вказавши, де знаходилася точка на годиннику, який був перед ними.
Вони виявили, що мозок вже готує рішення за кілька мілісекунд до того, як вони усвідомлюють свій вибір (Rigoni, 2010).
Вони назвали цей запис ЕЕГ потенціалом готовності (Triggiani et al., 2023) і стверджували, що вільна воля—це лише ілюзія.
Інші стверджують, що мозок готується до прийняття рішення або що існує право вето на кожне рішення, яке буде виконано, відоме «вільна не-воля» або «вільне вето» (Liljenström, 2021).
Однак, подальші дослідження показали, що потенціал готовності також передує таким свідомим рішенням щодо вето, перш ніж ми відчуємо бажання діяти, що робить такий аргумент невиправданим (Schurger et al., 2021).
Проте, після повторення експерименту кілька разів і різними способами, висновок залишається тим самим; схоже, що підсвідомість приймає рішення ще до того, як ми усвідомлюємо це.
Однак з'явився Хамерофф (2012), який оскаржив цю ідею, і стверджував про квантовий ефект у цьому явищі.
Він стверджував, що квантові об'єкти можуть передавати інформацію назад у часі. Він базував своє припущення на уявному експерименті, проведеному Вілером у 1978 році, де вибір частинки, що потрапляє в одну зі щілин у експерименті з подвійною щілиною, був відкладений доти, доки частинка або хвиля не пройшла через одну або обидві щілини одночасно.
Цей відомий експеримент з подвійною щілиною пояснює подвійну природу частинок, які діють як хвилі та як частинки одночасно.
Коли частинка не спостерігається або не вимірюється, вона діє як хвиля, й створює класичну інтерференційну картину з іншого боку щілин; це вірно, навіть якщо ми стріляємо по одній частинці за раз.
Але коли ми розміщуємо детектор, щоб побачити, через яку з щілин пройшла частинка, ми помічаємо, що інтерференційна картина зникає, і з іншого боку щілин видно розподіл частинок, навіть якщо частинка пройшла через щілину без детектора.
У випадку Вілера, що пізніше підтвердили Кім та ін. (2000), шлях частинок був стертий та затриманий на відстань, щоб побачити ефект назад у часі.
В іншому експерименті, який пішов далі, Перес (2000) та Ма та ін. (2012) використовували заплутані частинки у своїй установці із затримкою вибору.
Заплутаність—це властивість, коли стан однієї частинки корелює з іншою частинкою, незалежно від відстані між ними.
Це те, що Альберт Ейнштейн називав «моторошними діями на відстані».
Якщо дві частинки заплутані, якщо виміряти спін частинки, яку потрібно розкрутити вгору, інша частинка повинна мати спін вниз, саме в той момент, коли була виміряна перша частинка, незалежно від того, чи відстань між ними становить мільйони миль, або навіть галактики.
Цей дивний ефект був задокументований та доведений у незліченних експериментах.
У їхній установці дві пари заплутаних частинок розділяються, і одна з кожної пари надсилається до двох вимірювальних пристроїв, кожен з яких пов'язаний зі свідомим спостерігачем, якого умовно називають «Боб» та «Аліса».
Третій спостерігач на ім'я «Віктор» вирішує виміряти дві частинки як заплутану пару чи як окремі частинки, і це визначає, чи спостерігатимуть Боб та Аліса заплутаними, та демонструє квантові кореляції, чи як окремі частинки без заплутаності між ними.
Дивний ефект спостерігався, коли Віктор міг вирішити, чи бачать Аліса та Боб їх як заплутані частинки чи ні, після того, як пристрої Аліси та Боба виміряли їх (але до того, як Аліса та Боб свідомо переглянули результати).
Ще одним можливим поясненням експериментів Лібета та наступних досліджень є векторний формалізм двох станів (TSVF).
У стандартній квантовій механіці ми зазвичай описуємо систему за допомогою однієї хвильової функції, яка розвивається вперед у часі з минулого.
Однак у TSVF нам потрібні дві хвильові функції: одна розвивається з минулого в майбутнє, а інша з майбутнього в минуле (Elitzur and Cohen, 2020).
TSVF трактує час симетрично, як річку, яка тече як вперед, так і назад. У цьому сценарії «частинка з негативною масою» впливає на результат у минулому (Elitzur et al., 2018).
Отже, в експерименті Лібета потенціал готовності відображає минуле, яке формує нейронну активність, але кінцевий результат, чи рухається людина, чи ні, залежить від майбутнього вимірювання: фактичного рішення діяти чи ні.
Ці тести показують, що в квантовій механіці час є невловимим поняттям; те, що було вирішено в майбутньому, може вплинути на стан у минулому.
Тому те, що Лібет та їхні колеги побачили у своїх експериментах, може бути першим проблиском того, що квантовий процес діє в нашому мозку.
Щоб вільна воля була правдивою, і ми відчували її справжньою, квантовий ефект має відбуватися всередині наших черепів.
Необхідно провести майбутні експерименти, щоб виявити та розібратися, чи це твердження правдиве.
Відомо, що мозок занадто вологий і шумний, щоб квантові ефекти були помітними, але наші останні дослідження виявили квантові ефекти навіть у суворих умовах усередині нашого мозку (Simon, 2018; Willeford, 2023).
Але варто замислитися над тим, що це за квантові ефекти, що діють у нашій свідомості? І як вони корелюють з нашим сприйняттям свободи волі?
Інші дослідники намагалися знайти ділянку мозку, відповідальну за вільну волю, і виявили, що пошкодження мозку в передній поясній корі впливає на нашу волю, або наше бажання діяти, і спричиняє те, що в медицині відоме як акінетичний мутизм.
Ураження, розташовані в передклиньї, впливають на наше почуття відповідальності за наші дії, або те, що називається агентивністю, і це ураження викликає синдром чужорідної кінцівки (Darby et al., 2018).
Однак інші дослідники припускають, що вільна воля знаходиться в додатковій руховій зоні (SMA), яка передує не лише певним простим руховим діям, але й моменту, коли ми усвідомлюємо свій намір виконати такі дії.
Вони стверджують, що нейрохірургічна резекція SMA також дає акінетичний мутизм, але на певний час.
Через 11 днів або до 3 місяців у учасників дослідження відновлювалось почуття волі, залишалось з труднощами лише у виконанні швидких, почергових рухів рук (Sjöberg, 2021).
Чи може це бути доказом того, що в мозку немає місця для вільної волі?
Чи може це відновлення вказувати на існування глибинного механізму, що пояснює вільну волю?
Чи може цей факт вказувати на квантове явище вільної волі?
2 Вільна воля та колапс хвильової функціїУ будь-якому разі, як ми, люди, можемо мати вільну волю, з уникненням детермінізму наших внутрішніх складових і водночас запобігти потраплянню у випадковий хаос квантових систем?
Якщо експерименти Лібета можуть бути натяком на квантовий процес у мозку, яким би був цей механізм?
Існує теорія, яка пояснює свідомість, яка залучає квантові процеси, такі як відома теорія оркестрованої редукції Роджера Пенроуза та Стюарта Хамероффа, яка залучає цитоскелет, точніше, мікротрубочки, що коливаються між двома або більше квантовими станами, і комбіновані обчислення цих станів у всіх нейронах, як у квантовому комп'ютері, призведуть до того, що ми знаємо як свідомість (Hameroff, 2022).
Однак, чи можемо ми запропонувати іншу теорію, яка може пояснити вільну волю та свідомість у квантовій системі?
Один зі способів уникнути детермінізму та випадковості в поясненні свободи волі—це визначити ВХП (Вторинне хвильове поле) як джерело цієї свободи волі.
ВВП є суто випадковим та стохастичним, але ВХП, що віщує свободу волі, не повинно бути випадковим, а радше залежить від волі людини.
Це ВХП відбувається всередині нашого мозку, змінює нашу внутрішню фізіологію, й не впливає на наш зовнішній світ, оскільки експерименти з подвійною щілиною доводять, що ми не маємо зовнішньої причинності нашої свідомості (Walleczek and von Stillfried, 2020a,b; Radin et al., 2020).
Якщо ми проводимо експеримент з подвійною щілиною і ми, люди, зосереджуємо свій розум на отриманні певного результату, ми нічого не спричиняємо, навіть якщо роль свідомості не визначена в тому, що називається задачею вимірювання.
У задачі вимірювання ми не знаємо, де ВХП відбувається насправді.
Чи відбувається це на детекторі, чи це відбувається, коли вимірювання записується в його цифрову пам'ять, чи це відбувається, коли людське око спостерігає його, чи це відбувається, коли наш мозок інтерпретує результати?
Чи вимагає вимірювання свідомості? (Соколовський, 2020).
Я є рішучим прихильником Копенгагенської інтерпретації квантової механіки, яка стверджує, що коли частинка перебуває в суперпозиції станів, вона одночасно є і хвилею, і частинкою, вона одночасно обертається вгору та вниз, і вона також одночасно знаходиться в кількох місцях.
Коли відбувається КХФ, усі його суперпозиції зникають, і виявляється окрема частинка з точними властивостями.
Інші інтерпретації цього явища не відповідають своїм передумовам, як-от багатосвітова інтерпретація квантової механіки, яка стверджує, що абсолютно новий світ розгалужується від кожної реальності хвильової функції.
Я виступаю проти цієї точки зору, оскільки вона ігнорує інший набір законів, які також керують нашою реальністю, а саме справедливість за кожне зло та провину, які я можу зробити.
Якщо відбуваються всі можливі стани квантової системи, я рок-зірка в одному Всесвіті, або я отримую Нобелівську премію, або я помираю молодим.
Тим не менш, є гілка Всесвіту, де все відбувається сприятливо, і в моїй реальності не видно нічого поганого, що суперечить погляду на справедливість за кожен гріх та провину, які я можу зробити; бог не дозволить, щоб кожен можливий результат став істинним і реальністю.
Існують й інші претенденти на пояснення квантових явищ, такі як теорія пілот-хвиль, яка стверджує, що існує спрямувальна хвиля, що визначає шлях частинки (Norsen, 2018).
Ці та інші теорії намагаються подолати такі проблеми, як проблема вимірювання, нелокальність та індетермінізм.
Тим не менш, поточний підхід припускає копенгагенську інтерпретацію квантової механіки, і якщо він виявиться істинним, то копенгагенська інтерпретація виділиться з-поміж інших наявних теорій.
Але яка мета цього КХФ?
Цільовою можуть бути напругозалежні канали.
Ми знаємо, що в напругозалежному каналі є стани; він може бути у відкритому, закритому або неактивному стані (Palmer and O’Shea, 2015).
Ці стани можуть перебувати в суперпозиції станів.
Коли вибір відбувається за волею людини, цей канал може відкриватися або закриватися залежно від ролі цього каналу або цього нейрона у визначенні нашої волі.
Вони існують у суперпозиції станів, перш ніж КХФ встановиться в класичний стан.
Нам просто потрібно визначити, чи знаходяться ці напругозалежні канали в суперпозиції станів, і є способи зробити це.
Якщо мікротрубочки можуть перебувати в суперпозиції (Babcock, 2024), і вони складаються з сотень амінокислот, що змушує нас думати, що напругозалежні канали також не можуть перебувати в суперпозиції квантових станів?
Інші механізми можуть включати зміну стану ліпідного бішару КХФ, і сприяти станам відкриття або закриття закритих каналів всередині мембрани нейрона.
Ці ефекти опосередковано змінюють проникність каналу станом ліпідного бішару (Cocchi et al., 2017).
Іншим механізмом може бути зміна електронного ланцюга всередині напругозалежного каналу, що модифікує його проникність для іонів, що входять або виходять з нейрона. Іонні канали часто мають фільтр селективності, який розрізняє багато іонів.
Іони в цьому фільтрі можуть існувати в станах квантової суперпозиції, перш ніж вибрати шлях через отвір каналу.
Це безпосередньо змінюватиме проникність даного каналу для певного іона.
Ми також можемо мати КХФ, який впливає на чутливість ліганду, нейромедіатора, з відповідним каналом, коли збільшує або зменшує його спорідненість, що, у свою чергу, змінюватиме швидкість спрацьовування цього нейрона.
Нарешті, КХФ може безпосередньо впливати на іони поблизу напругозалежних каналів, активує їх, керує концентрацією поблизу них.
Кінцевий висновок однаковий у всіх цих випадках:
КХФ активуватиме або деактивуватиме поширення потенціалу дії в даному нейроні.
Якби мені довелося сформулювати механізм, КХФ повинен безпосередньо змінювати напругозалежні канали, коли відкриває або закриває їх на основі нашої волі.
Тим не менш, у цій галузі потрібно провести більше досліджень, щоб визначити, «що насправді знаходиться в суперпозиції (Khrennikov et al., 2018)?»
Та «що робить КХФ, щоб запустити дію даного нейрона?».
Білки, включно з іонними каналами, функціонують у сфері, де квантові ефекти можуть бути помітними, особливо при переході між станами.
Це робить їх природною мішенню для колапсу хвильової функції.
Згортання білків та конформаційна динаміка вже досліджуються в квантовій біології (Jedlicka, 2017), і майбутні дослідження можуть пролити світло на нові механізми, що контролюють поведінку нейронів.
3 Первинні нейрониТепер може виникнути питання: які нейрони поводяться так? На які нейрони впливає КХФ? Чи всі нейрони поводяться так? Ну, не обов'язково.
Я висуваю гіпотезу, що існує клас нейронів, які поводяться зовсім інакше, ніж інші.
Ці нейрони ініціюють процес мислення або певну дію в нашому мозку, наприклад, рух руки чи кисті.
Я називаю ці нейрони первинними нейронами (PN), і вони ті, що більше пов'язані з КХФ.
На перший погляд, ці PN можна було б виявити як нейрони, що спрацьовують спонтанно, без видимого тригера від сусіднього нейрона (Caspar and Cleeremans, 2015).
Щоб зрозуміти їхнє існування та значення, розглянемо просту модель нейрона (див. Мал. 1).
Нейрон складається з тіла з ядром та дендритами, а також аксона, що від нього відходить і відповідає за передачу інформації, або потенціалу дії, до сусіднього нейрона.
Група нейронів утворює те, що я називаю нейронним алґоритмом, по суті, мисленнєвий процес у мозку.
Коли ви їсте, ви зазвичай їсте всі продукти у відповідному порядку, і хіба ви не замислювалися, чому? Коли ви їсте, ви зазвичай використовуєте нейронний алґоритм; ви їсте кожну страву у встановленому порядку.
Я бачив, як люди з'їдали одну страву до кінця, перш ніж перейти до наступної на своїй тарілці.
Потім, у цьому прикладі, алґоритм виглядає так: «з'їжте одну страву до повного з'їдання, перш ніж перейти до наступної».
В іншому прикладі я бачив, як люди вибирали шматочок кожної страви, ймовірно, на основі уподобань на даний момент.
У цьому випадку нейронний алґоритм виглядав би так: «З'їжте кожен шматочок відповідно до ваших уподобань у цей момент».
Це те, що таке нейронний алґоритм.
Однак, якщо бачення нейронного алґоритму правильне, у нас може бути багато нейронів, які передають свою інформацію іншим нейронам у нескінченному ланцюжку, до кінцевого результату в певній дії, але хто запустив цей нейронний алґоритм?
Який нейрон відповідав за ініціювання мисленнєвого процесу?
Ми могли б уявити, що жоден нейрон не ініціював увесь каскад дій, що все це виникло внаслідок випадкових коливань кількох нейронів, з'єднаних послідовно.
Але навіть це неправильно, оскільки має бути один нейрон, який ініціював увесь нейронний алґоритм.
Візьмемо, наприклад, ШІ, такий як ChatGPT.
ChatGPT може бути дуже блискучим, з багатьма алґоритмами для відповіді на будь-яке поставлене йому запитання.
Він може сказати вам, яка погода може бути завтра, або він може дуже розумно пояснити вам квантову механіку.
Але сам по собі він нічого не може зробити, навіть набрати просте слово.
Йому потрібна людина, щоб взаємодіяти з ним (Kastrup, 2017).
Це приклад PN.
Первинний нейрон потрібен, щоб розпочати взаємодію із зовнішнім світом.
Звичайно, можна сказати, що можна запрограмувати ChatGPT на самостійну роботу, але ви підпадаєте під ту саму передумову: для цього потрібна людська взаємодія.
Сам по собі ChatGPT нічого не може зробити, якщо ви не запрограмуєте його на це, але хто його запрограмував?
Вам все одно потрібна людська взаємодія, щоб запрограмувати ChatGPT.
Тоді ви можете стверджувати, що я можу запрограмувати ChatGPT не лише на окремі взаємодії, але й на самостійне програмування, але ви все одно підпадаєте під той самий аргумент: вам все одно потрібна людина, щоб запрограмувати ChatGPT на все це.
Ще один приклад, який варто взяти,—це так званий «мозок у банці» (Kastrup, 2017). Який обсяг вихідного сигналу забезпечить людський мозок без сенсорного введення?
Чи не є сенсорний введення частиною ланцюгової реакції, нерозривно пов'язаної з моторним виведенням? Якщо PN існує, вони повинні передбачати моторне виведення без сенсорного введення.
PN поводиться таким чином; вони потрібні для ініціювання взаємодії з навколишнім середовищем.
Це нейрони, які роблять нас людьми дуже специфічним чином.
Якби у нас не було цих нейронів, ми були б просто машиною з багатьма нейронними алґоритмами та без взаємодії з навколишнім середовищем.
У нейронауці ми виявили багато нейронів, які діють самі на себе, які спонтанно спрацьовують без необхідності попередньої стимуляції (Dang-Vu et al., 2008; Lucas-Romero et al., 2024; Bukalo et al., 2013; Vyleta and Smith, 2011).
Чи можуть ці нейрони відповідати PN?
Що потрібно в дослідженнях для виявлення цих PN?
У варіанті експерименту Лібета Шургер та його команда (2012) виявили спонтанну нейронну активність до початку потенціалу готовності.
Чи може це бути першою натяком на існування первинного нейрона в ініціації руху?
Чи може PN ініціювати рішення та рух до того, як ми усвідомимо їхню взаємодію?
Чи може PN бути прихованою під схемами цих експериментів (Шургер та ін., 2012; Каспар та Кліреманс, 2015)?
4 Особливості гіпотетичної частинкиТим не менш, щоб КХФ виконувала волю людини, вона не може робити це так, як це робить з рештою частинок усього Всесвіту.
Ці взаємодії між двома частинками звичайного світу були б чисто випадковими, як це визначено хвильовою функцією обох цих частинок, і ми знаємо, що для існування вільної волі вона не повинна спиратися на випадкові фактори.
Також, для того, щоб повністю вільна воля мала можливість робити вибір незалежно від навколишнього середовища.
Якщо середовище впливає на вибір, то ця воля не буде вільною; на неї впливатимуть зовнішні фактори.
Ні, щоб взаємодія відповідала волі людини, необхідно визначити гіпотетичну частинку.
Ця гіпотетична частинка в КХФ буде точно слідувати волі людини і не буде повністю випадковою, як це відбувається з рештою частинок нормальної матерії.
Я називаю цю гіпотетичну частинку частинкою душі/духу (SSP), і вона має дуже чітко визначені характеристики, які ми обговоримо далі (Montague, 2008).
Перша і головна особливість цієї гіпотетичної частинки полягає в тому, що вона має внутрішню здатність до КХФ відповідно до «волі» або навмисності, на відміну від звичайної матерії, яка КХФ ймовірнісно або через спостереження/взаємодію; це є центральним для нашої гіпотези.
Ці взаємодії не повинні суворо дотримуватися детермінованих законів класичної фізики. Натомість вони включатимуть елемент вибору або волі, що відрізняє їх від інших квантових частинок.
Саме це дає нам здатність приймати рішення, і не впадати в детермінізм чи випадкові фактори квантової механіки; це унікальна здатність, яку мають усі люди.
По-друге, вона повинна бути вибірковою у своєму місці розташування.
Вона повинна взаємодіяти переважно (або виключно) з мозком, зокрема з нейронами.
На даний момент ми не знаємо, чи діє вона на інші клітини, крім нейронів, такі як астроцити та олігодендроцити, але нам залишається припускати, що вони загалом взаємодіють з PN, первинними нейронами, які ініціюють процес мислення в мозку.
Як зазначалося раніше, ми не вважаємо, що КХФ впливає на інші області, окрім мозку, особливо на ті області мозку, де відбувається свідомість та прийняття рішень, такі як таламус та інші області інтеграції мислення (Whyte et al., 2024; Storm et al., 2024).
Ця локалізація пояснює, як вона впливає на вільну волю та внутрішні фізіологічні процеси, та не впливає на зовнішні квантові системи.
Отже, немає взаємодії із зовнішнім світом, як ми бачили в експериментах з подвійною щілиною на свідомому аутсайдері (Walleczek and von Stillfried, 2020a,b; Radin et al., 2020).
ТПВ має існувати в когерентному квантовому стані, і його взаємодія зі звичайною матерією в нашому мозку повинна призвести до колапсу цієї звичайної матерії до того, що диктує нашу волю цим внутрішнім квантовим системам.
Цей когерентний квантовий стан може зробити цю частинку невловимою для виявлення нашими інструментами, але це може означати, що ця частинка може існувати або бути присутньою в додаткових вимірах реальності, подібних до тих, що зображені в теорії струн або М-теорії (Başar and Güntekin, 2007).
Ми досі не знаємо, де існує ця гіпотетична частинка.
Чи знаходиться вона лише в присутності нейронів усередині нашого мозку?
Чи розташована вона в додаткових вимірах нашої реальності?
Чи має вона масу?
Нам залишається лише спекулювати та розмірковувати про її існування, поки ми не проведемо остаточних перевірок її реальності.
Теорія спекуляції має забезпечувати двосторонню взаємодію.
По-перше, від душі/духу до мозку, що викликає активацію нейронів або інші фізіологічні процеси для сприяння вільній волі, як ми обговорювали раніше.
По-друге, від мозку до душі/духу, що потенційно дозволяє зворотний зв'язок від середовища мозку до ТТЕ, але нам бракує механізму того, як ця взаємодія має відбуватися.
Однак, у наших численних теоріях свідомості, якщо наша теорія буде доведена правильною, вони повинні врахувати цю взаємодію SSP у своїх рівняннях свідомості (Mudrik et al., 2024).
Щоб відповідати сучасним рамкам фізики, взаємодія частинок повинна зберігати енергію та тонко дотримуватися будь-яких інших фізичних законів.
Це може включати вплив на квантові ймовірності, а не пряме додавання енергії до всієї системи.
Це дозволить вивчати ці частинки в наших сучасних рамках фізики, якщо це можливо.
Частинка може мати чітку квантову сигнатуру або поведінку, на відміну від будь-якої відомої частинки, що теоретично може зробити її розрізненою, якщо провести правильний експеримент.
А як щодо таких характеристик, як заряд, спін та маса?
Чи можемо ми зробити якісь припущення щодо цих характеристик у нашій моделі SSP?
Якщо ми розглядаємо SSP як місток від фізичного світу до цієї нової реальності, фундаментальні властивості, такі як заряд, спін та маса, повинні відображати її унікальну роль.
Це розуміння може прокласти шлях для розгляду її як реальної фізичної сутності, а не просто спекулятивної ідеї.
Див. таблицю 1 для короткого опису цих характеристик.
Перше, що потрібно врахувати, це заряд; SSP повинна мати нейтральний або взагалі не мати електричного заряду.
Це передбачає, що SSP не повинна взаємодіяти з електромагнітним полем, оскільки така взаємодія спричинила б спостережуваний ефект у нашому фізичному світі.
Якби це було так, ми б вже виявили її присутність деякий час тому.
Ця ідея про відсутність заряду SSP узгоджується з концепцією, що ця гіпотетична частинка безпосередньо не впливає на наше зовнішнє середовище.
Вона створила б взаємодію з нейронами через КХФ, але жодним чином не змінить нашу внутрішню фізіологію, і тим більше наше зовнішнє середовище.
Нейтральний заряд допоміг би їй залишатися «невидимою» для традиційних детекторів, які покладаються на поведінку заряджених частинок, таких як, наприклад, МРТ або ЕЕГ (співробітник Jefferson Lab Qweak, 2018).
Якщо SSP має квантову природу, ми припускаємо, що вона повинна мати екзотичний спін.
Якби вона могла мати дробовий спін, як ферміони (як кварки та електрони), вона б зберігала індивідуальність і уникала конденсації в нерозрізнені стани, але ми б змогли вловити цю частинку душі/духу (SSP) у коробці, що, на нашу думку, було б неможливо (Arndt et al., 2009).
Однак, вона також може мати екзотичний спін, такий як спіновий стан вищого виміру або навіть нестандартне дробове число спіна.
Це може бути тому, що частинка може існувати в додатковому вимірі, окрім трьох вимірів простору та одного виміру часу.
Це нам невідомо; нам потрібно ізолювати цю частинку, щоб визначити її фізичні властивості, але тим часом нам залишається лише розмірковувати про властивості цієї частинки з тим, що ми зараз знаємо про фізику елементарних частинок.
Ми вважаємо, що конденсація в загальний стан не є відповідною поведінкою SSP, оскільки вона повинна зберігати індивідуальність, щоб впливати на конкретні нейрони, особливо на PN, але ми вважаємо, що ми не можемо ізолювати цю частинку в коробці, як це зробив би звичайний електрон;
саме тому ми підтримуємо екзотичний спіновий стан.
Щодо властивостей маси, ця гіпотетична частинка повинна мати надзвичайно низьку або нульову масу спокою.
Ми припускаємо це, й виходимо з припущення, що ця частинка може взаємодіяти зі звичайною матерією мозку, без виявлення жодними засобами.
Якби вона була занадто масивною, ми б виявили цей вплив у наших експериментах.
Ця невловима частинка може мати дуже малу масу, але не нульову, подібно до нейтрино, які ледве взаємодіють з матерією, але все ж мають вимірювану масу за певних умов.
Вона також може мати нульову масу спокою, що дозволило б їй вільно рухатися або існувати «поза» простором-часом.
Якщо ця гіпотетична частинка існує в різних вимірах реальності, вона може мати нульову масу спокою, але це може змусити частинку рухатися зі швидкістю, близькою до швидкості світла, тому ми припускаємо, що вона може мати надзвичайно малу масу за експериментальних умов.
Сила взаємодії між SSP зі звичайною матерією мала б бути набагато слабшою за слабку ядерну силу, що робить її фактично неспостережуваною за допомогою стандартних фізичних експериментів.
Це може відображати те, як взаємодіють нейтрино, але в певному сенсі ще більш невловимою.
Ми б не назвали це силою окремо, а радше окремою частинкою з дивним впливом на матерію у формі КХФ.
Ця взаємодія не давала б енергії системі так само, як сила, оскільки її взаємодія відбувалася б виключно з КХФ з частинками регулярної маси в напругозалежних каналах.
Ще однією властивістю цієї гіпотетичної частинки може бути те, що SSP повинна мати надзвичайний опір квантовій декогеренції.
Це дозволило б частинці зберігати свої квантові властивості необмежений час, що підтверджувало б нашу теорію про те, що вона може впливати на стани мозку, й не піддаватись впливу навколишнього шуму.
Якщо ця частинка знаходиться в іншому вимірі реальності, подібному до тих, що виражені в теорії струн, ми припускаємо, що квантова декогеренція може бути обмежена тим, що не має спільного фону зі звичайною матерією.
Це не обмежує вплив КХФ на іонні канали, де електрони та заряди можуть існувати в квантовій суперпозиції станів, оскільки факт перебування в суперпозиції також передбачає суперпозицію у всіх квантових вимірах, а не лише в різних положеннях у часово-просторових рамках.
Нарешті, цілком можливо, що ця об'єктивна частинка може нести масу або заряд у прихованих вимірах реальності, як у тих теоріях, які створюють гіпотезу додаткових вимірів цього світу (теорія струн або М-теорія), водночас з'являється безмасовою та нейтральною у спостережуваному Всесвіті.
Це дозволило б їй існувати в гібридному стані між цими додатковими вимірами та нашими трьома вимірами реальності та одним виміром часу.
Я визнаю, що ми тут робимо багато припущень, але світ, включно з квантовою механікікою, був створений для того, щоб його можна було зрозуміти за допомогою фрагментів, представлених нам сферою науки.
5 Математична модельУ цьому розділі пропонується математична основа для опису взаємодії між нефізичною душею/духом та фізичним мозком, як це передбачається в теорії квантової вільної волі.
Модель інтегрує принципи квантової механіки та нейронауки, із прагненням пояснити, як свідомий вибір виникає в результаті взаємодії душі/духу з нейронами.
Тут ми будуємо нашу модель на основі попередніх робіт, які об'єднують квантову механіку з галуззю нейронауки (Hameroff and Penrose, 2014), і пропонуємо нашу оригінальну ідею, яка відрізняється від наявних ідей у цій галузі (Tegmark, 2000).
Для побудови нашої моделі ми використовували такі ключові припущення: По-перше, душа/дух відрізняється від частинок фізичної матерії, але може впливати на колапс хвильової функції.
Нейрони функціонують як квантові системи до спрацьовування, в суперпозиції станів спрацьовування та неспрацьовування завдяки взаємодії залежних від напруги каналів.
Душа/дух впливає на цю суперпозицію, колапсує хвильову функцію відповідно до волі людини.
Наслідки цього колапсу є локальними для мозку та не поширюються на зовнішні квантові системи.
Нейрони існують у суперпозиції двох квантових станів (Koch and Hepp, 2006), що активуються або не активуються, або шляхом впливу на залежні від напруги канали, або будь-яким іншим способом, як показано в рівнянні 1 (Arndt et al., 2009):
∣Ψнейрона⟩ = α∣0⟩ + β∣1⟩ (1)Де:
∣0⟩: Нейрон неактивний.
∣1⟩: Нейрон активується.
∣α∣2 та ∣β∣2: Ймовірності кожного стану.
Ці нейрони існують у суперпозиції станів, доки КХФ не визначить певний стан при взаємодії з SSP (Khrennikov et al., 2018).
Ці нейрони існують у суперпозиції, незалежно від механізму між КХФ та станом іонних каналів мембрани, оскільки тут важливим є генерація потенціалу дії чи ні внаслідок взаємодії з SSP.
Частинка душі впливає на КХФ через оператор душі-частинки ¯Hдуші.
Цей оператор змінює ймовірність станів нейронів на основі волі душі (див. рівняння 2).
Hдуші = g ⋅ ¯Wдуху (2)Де:
g – константа зв'язку, що відображає силу взаємодії душа-мозок.
¯Wдуху
представляє волю душі/духу та діє на хвильову функцію нейрона.
Імовірність колапсу до ∣1⟩ (активування нейрона) коригується, як показано в рівняннях 3 та 4:
pколапс to1 = ∣β∣2 + g ⋅ λ (3)pколапс to0 = ∣α∣2 + g ⋅ λ (4)Де λ
кількісно визначає навмисний вплив душі/духу на нейрон.
Чим більший вплив SSP має на нейрон, тим більше λ
і більше влади вона має над активуванням нейрона, що в цьому випадку представлятиме собою PN.
У цьому випадку g є константою, і його значення має бути визначено в майбутніх експериментах, але на нього впливає сила SSP, яка впливає на КХФ у PN (Stapp, 2001; Kauffman, 2016).
Більше g означає, що душа має більше контролю.
Перехід стану нейрона впливає на нейронну активність нижче за течією.
За допомогою класичних нейронних моделей, таких як Ходжкін-Хакслі або інтеграції та спрацьовування (Izhikevich, 2003), ймовірність спрацьовування нейрона i можна описати як (див. рівняння 5):
Pi = f(Vi,λ) (5)Де:
Vi — мембранний потенціал нейрона.
f — функція, що включає квантовий колапс через λ.
У випадку активації PN, нехай N(t) — це стан активності «Первинного нейрона» з часом, де N(t) = 1 позначає активацію, а
N(t) = 0
позначає неактивність, отже, активація визначається рівнянням 6:
dN(t)dt = g(¯w,E,t) (6)Де g — це функція, що описує взаємодію між частинкою душі/духу (¯w)
, локальним середовищем мозку (E) та часом (t).
Нейрони не працюють поодинці—вони утворюють нейронні мережі.
Коли один нейрон спрацьовує, він може вплинути на багато інших.
Вплив лише одного нейрона може поширюватися через нейронну мережу мозку.
Отже, наступна модель використовує стандартне нейронаукове рівняння, щоб показати, як взаємодіють нейрони (див. рівняння 7) (Deco et al., 2010):
dVidt = −Viτ + ∑JWijf(Vj) + ¯Hsoul (7)Де:
Vi
означає мембранний потенціал нейрона i.
τ
означає постійну часу для нейронного відновлення.
Wij
означає синаптичну вага від нейрона i до нейрона j.
f(Vj)
означає частоту спрацьовування нейрона j.
¯Hдуші
означає вплив душі/духу.
SSP впливає не лише на один окремий нейрон, але й на первинні нейрони (PN).
Це, у свою чергу, впливає на всі нейронні схеми та нейронні мережі.
Однак його вплив може бути виявлений за даним рівнянням оператором поза нейронною мережею, як видно з рівняння 7.
Взаємодія між SSP та мозком повинна зменшувати локальну ентропію, та вводить порядок у систему, задану наступним рівнянням 8 (Tononi, 2004):
SΔ = Sдо − Sпісля (8)Де S – ентропія Шеннона нейронної системи (див. рівняння 9):
ΔS = −κb∑iPilnpi (9)Де:
pi
представляє ймовірність i-го стану нейрона (активованості чи неактивованості).
κb
означає константу Больцмана.
Зменшення ентропії ΔS
представляє собою перехід системи від стану високої ентропії (випадкового) до стану нижчої ентропії (впорядкованого) під впливом душі (Tarlacı and Pregnolato, 2016).
Це зменшення ентропії відображає цілеспрямовані, невипадкові рішення, прийняті душею.
Цю зміну ентропії можна виміряти, і вона може бути основою для виявлення впливу SSP у нейронних ланцюгах, що буде запропоновано в майбутніх дослідженнях квантової біології мозку (Jedlicka, 2017).
Для явного моделювання механізму колапсу (von Neumann, 2018; Sokolovski, 2020) ми встановлюємо оператор колапсу, як показано в рівнянні 10:
C = λдуші ⋅ ¯Pдуху + (1−λдуша) ⋅ ¯Pфізичний (10)Де:
λдуші
представляє силу впливу душі.
¯Pдух
означає проекційний оператор, що представляє колапс, зумовлений душею.
¯Pфізичний
— це проекційний оператор, що представляє фізично зумовлений колапс, наприклад, декогеренцію навколишнього середовища.
Цей оператор врівноважує внесок душі та фізичного світу в процес прийняття рішень (Вігнер, 1995). Ця модель пояснює, що на наш процес прийняття рішень може бути вплив зовнішнього середовища, але якщо теорія правильна, цей вплив зовнішнього середовища має бути незначним.
Ми могли б розширити модель, якби включили квантові біологічні процеси, такі як когерентність мікротрубочок або залежні від напруги іонні канали.
Ми могли б визначити функцію когерентності C(t) для квантових систем у мозку (див. рівняння 11) (Hameroff and Penrose, 2014):
C(t) = ψ(t)∣¯∣Hψ(t) (11)Де:
¯H — гамільтоніан квантової системи мозку.
Якщо припустити, що SSP модулює C(t), то це призведе до рівняння 12:
dC(t)dt = α ⋅ W(t) − β ⋅ D(t) (12)Де:
W(t) представляє взаємодію, зумовлену волею.
D(t) представляє ефекти декогеренції середовища.
α, β — константи масштабування.
З цим рівнянням, ми можемо створювати комп'ютерні моделі для моделювання взаємодії мозку та душі та того, як воля займає її місце.
Що ще важливіше, так це те, що ця математична модель відкриває шлях для майбутніх досліджень, що стосуються ССП та її взаємодії з речовиною мозку.
Ми знаємо з попередніх досліджень свободи волі, які призвели нас до перешкоди в нашому розумінні (Libet, 1999; Haggard, 2008), оскільки ми не змогли зрозуміти, чому несвідомі рішення передували свідомому волевиявленню.
Однак, за допомогою цієї моделі ми можемо піти шляхом, який об'єднує нейронауку та квантову механіку, і якщо ми зробимо це правильно, це покращить наше розуміння того, як насправді працює свобода волі.
Важливо розуміти, що ця математична модель робить прогнози, і ці прогнози можна виміряти, щоб перевірити, чи є ці припущення правильними.
6 Шлях до доведення цієї теоріїПеревірка цієї гіпотези буде складною, але не неможливою.
Багато дослідників можуть розглядати це як сферу поза межами науки, але з розвитком науки ми можемо зазирнути в недосліджені області свідомості та те, що лежить над нею, а саме вплив ТХП на речовину мозку.
Щоб перевірити цю теорію, нам потрібно об'єднати дві унікальні галузі: квантову механіку, або вивчення малих масштабів матерії, з нейронаукою, або наукою про життя, що стоїть за нашим розумом, мозком і свідомістю.
У міру розвитку цих двох галузей вони перетинаються, створюють значні стрибки та прориви між ними, які допоможуть нам зрозуміти, що відбувається всередині наших черепів (Tuszynski, 2020; Franco, 2022).
Наявність цієї гіпотези та цієї математичної моделі може відкрити шлях для нових досягнень в обох цих галузях, оскільки ми прагнемо довести, що ця теорія правильна з усіма її наслідками, чи ні.
Наша теорія припускає, що деякі нейрони спрацьовують без попередньої активації з боку інших нейронів через колапс хвильової функції під впливом ТХП;
Це припущення можна перевірити, по-перше, за допомогою фМРТ або ЕЕГ для аналізу нейронної активності та пошуку спонтанної нейронної активації, якій бракує попередніх сигналів (Caspar and Cleeremans, 2015).
Ми могли б використовувати фМРТ або ЕЕГ для моніторингу нейронної активності в режимі реального часу під час навмисних, свідомих дій та пошуку нейронів, які активуються без попередніх фізичних тригерів (без попереднього синаптичного входу або зовнішнього стимулу) (Schurger et al., 2012).
Деякі нейрони повинні демонструвати патерни активації, які неможливо пояснити класичною ланцюговою реакцією нейронної сигналізації або стохастичними квантовими ефектами.
Як контрольну групу ми могли б використовувати нейрони, які спрацьовують випадковим чином і на які не впливає SSP, наприклад, тонічні нейрони.
Ці тонічні нейрони відповідають за підтримку усвідомленості та забезпечення того, щоб усі нейрони перебували в активному стані (Apicella, 2002).
Ми також могли б використовувати записи окремих нейронів для виявлення нейронів, що спрацьовують без фізичного нейронного тригера (Liu et al., 2021).
Якщо така активність існує, це свідчить про недетермінований корінь.
Нам слід використовувати людські моделі для виявлення цих PN, оскільки ми припускаємо, що в нашій унікальності ми повинні містити ці типи нейронів, але також слід використовувати моделі на тваринах, оскільки вони можуть зібрати цінну інформацію про те, як ці клітини еволюціонували від одноклітинних організмів до складних організмів, якими ми є сьогодні.
Підстильований поверхневий спектр (ППС) може підтримувати квантові когерентні стани в нейронах, особливо в PN, але також і в інших нейронах, дозволяє виникнути вільній волі.
Нам слід дослідити, чи підтримується квантова когерентність у структурах мозку, таких як мікротрубочки, як це пропонує теорія Orch-OR (Hameroff and Penrose, 2014).
Ми знаємо, що мережі триптофану, подібні до тих, що знаходяться в мікротрубочках, демонструють ультрафіолетове надвипромінювання, що означає, що вони існують у квантовій суперпозиції станів (Babcock, 2024).
Ми могли б використовувати цю технологію, щоб визначити, чи потенціалзалежні канали також демонструють активність надвипромінювання, що, у свою чергу, означатиме, що вони також демонструють квантову когерентність або існують у квантовій суперпозиції станів.
І нам слід вийти за рамки цієї сфери, нам слід шукати незрозумілу стійкість когерентності в різних аспектах нейрона, які протистоять декогеренції навколишнього середовища, нам потрібно визначити, які структури мозку перебувають у квантовій суперпозиції, що може призвести до квантового ефекту на свідомість.
Тривала квантова когерентність у ділянках мозку (наприклад, під час прийняття рішень) може вказувати на зовнішній вплив, який стабілізує ці стани.
ТКП взаємодіє лише з квантовою системою мозку, а не із зовнішніми, як ми бачили.
Однак, ми можемо провести квантовий експеримент з подвійною щілиною в живих біологічних тканинах або нейронах, щоб побачити, чи виявимо ми різницю.
Якщо ТКП взаємодіє вибірково в мозку, ми можемо спостерігати унікальну квантову поведінку, коли задіяні нейрони або мікротрубочки, але це має бути зроблено правильно.
Квантові системи на основі мозку повинні демонструвати відхилення від очікуваних моделей колапсу, що спостерігаються в зовнішніх квантових системах, якщо їх виконати правильно.
Ми, звичайно, можемо розробити експерименти, аналогічні квантовому експерименту з подвійною щілиною, але виконані в областях мозку всередині наших живих черепів.
Але, як зазначалося раніше, за допомогою нашого розуму ми не можемо впливати на зовнішнє середовище поза нашим мозком (Walleczek and von Stillfried, 2020a,b; Radin et al., 2020).
Якщо ТКП пов'язує фізичний мозок з цією новою сферою, він може підтримувати зв'язок з іншими частинками та системами.
Ми повинні спробувати відтворити зв'язок між структурами мозку та іншими зовнішніми структурами, такими як фотони та електрони.
Ми могли б виміряти, чи вводить мозок незрозумілі або унікальні патерни заплутаності, які відрізняються від стандартних квантових прогнозів.
Мозок повинен демонструвати нелокальні кореляції, що узгоджуються з впливом цієї гіпотетичної частинки.
Квантові ефекти, такі як заплутаність, квантова когерентність та квантове тунелювання, були виявлені в інших біологічних системах, таких як фотосинтез та магніторецепція птахів (Arndt et al., 2009).
Ми могли б перевірити, чи може мозок мати подібні ефекти, або навіть мати більш тонкі квантові взаємодії.
Якщо вільна воля залежить від колапсу хвильової функції, це може означати, що квантові процеси відіграють певну роль у функціонуванні мозку.
З розвитком галузі квантової біології ми зможемо виявити ці тонкі впливи на функціонування мозку.
Технологічний субстанційний елемент (ТСП) повинен взаємодіяти з речовиною мозку, і жодним чином не порушує закон збереження енергії.
Ми могли б дуже добре вимірювати потоки енергії та коливання під час навмисних, свідомих дій.
Ми також могли б використовувати надчутливу калориметрію для виявлення крихітних, незрозумілих енергетичних станів у нейронах.
Свідомі рішення можуть корелювати з тонкими зрушеннями енергії, які неможливо пояснити відомими сучасними фізичними процесами.
Інші фізичні властивості ТСП було б важче визначити;
Однак, з розвитком технологій ми зможемо детальніше схарактеризувати ці особливості.
Свідома вільна воля, керована SSP, може створювати помітні закономірності в прийнятті рішень або в будь-яких реакціях.
Ми могли б скласти завдання, де учасники повинні робити вибір за умов, призначених для посилення потенційних тонких квантових ефектів, таких як, наприклад, тиск часу, випадковість або висока невизначеність.
Цілком можливо, що ефект експерименту Лібета може бути прикладом квантового ефекту, який ще належить відкрити (Guggisberg and Mottaz, 2013; Hameroff, 2012).
Ми також можемо шукати в експериментах закономірності, що свідчать про невипадковий колапс квантових ймовірностей, який узгоджується з інтенціональністю.
Ми могли б навіть використовувати учасників для вибору між квантово-рандомізованими варіантами, і перевіряти, чи свідомий намір упереджує результат поза межами того, що нам відомо як випадковість.
Ми могли б порівняти закономірності активності мозку суб'єктів до та після прийняття рішень, щоб побачити, чи існує недетермінований «проміжок», де може діяти свідома воля.
Цілком можливо, що дані можуть розкривати моделі прийняття рішень, несумісні або з чисто ймовірнісною квантовою поведінкою, або з нестохастичними детерміністичними моделями.
Якщо ТПМ унікально взаємодіє з мозком, воно може демонструвати різну поведінку в змінених станах свідомості.
Такі стани, як клінічний смертний досвід, позатілесний досвід і, ще частіше, пацієнти в комі або зміненому стані свідомості, можуть проявляти фізіологічні сигнатури, які можна знайти в ЕЕГ-патернах або інших тестах активності нейронів (таких як фМРТ), що корелюють із взаємодією між ТПМ та речовиною мозку (Mudrik et al., 2024; Schiff, 2024).
Нам слід ретельно проаналізувати, щоб виявити будь-які унікальні квантові ефекти або аномалії під час цих змінених станів свідомості.
Незвичайні квантові явища в мозку під час зміненої свідомості можуть вказувати на наявність ТПМ.
ТПМ може впливати на органічний мозок, а не на штучні системи.
Нам слід порівнювати прийняття рішень та інші квантові процеси в людському мозку зі штучними нейронними мережами (Feather et al., 2023).
Нам слід шукати квантові явища або поведінку, подібну до вільної волі, які відсутні в цих штучних системах.
Органічні системи можуть демонструвати унікальну квантову поведінку, пов'язану з ТПМ, яку неможливо відтворити штучно. Слід проводити експерименти для виявлення відмінностей між штучним інтелектом та людським мозком, таких як наявність чи відсутність PN.
Якщо SSP знаходиться в іншому наборі вимірів, поза класичними трьома вимірами простору та одним виміром часу, та поєднує наш фізичний світ з цією новою сферою, вона може функціонувати поза нашим звичайним сприйняттям часу.
Час може бути ключем, який може вказувати на квантову поведінку.
Те, що Лібет та його колеги виявили про цю різницю в часі, може ознаменувати початок квантової поведінки в мозку (Hameroff, 2012).
Нам слід проводити експерименти, що стосуються сприйняття часу в моменти свідомого вибору або медитації.
Нам слід дослідити, чи процеси прийняття рішень показують якісь відхилення від очікуваних часових закономірностей.
Часочутливі експерименти можуть виявити багато речей, що свідчать про вплив цієї частинки.
Нарешті, у нас є математична модель; за допомогою цієї моделі ми можемо створювати обчислювальні алґоритми, які можуть імітувати активність мозку у людей.
Ми також можемо робити прогнози на основі цієї моделі, і ми можемо перевірити та побачити, чи ці прогнози справдяться.
Окремим пунктом для перевірки було б вимірювання ентропії в мозку (Lynn et al., 2021; Saxe et al., 2018).
Ми могли б розробити експерименти, щоб побачити, чи може якась модель поведінки впливати на загальну ентропію всередині мозку (Hull and Morton, 2023). Загальна ентропія може відображати існування цієї гіпотетичної частинки.
Будь-яке відхилення від прогностичної ентропії мозку може вказувати на існування цієї невловимої частинки (Ingo et al., 2014).
7 Висновки та наслідкиТут ми пропонуємо науці цікаву гіпотезу.
Дехто може стверджувати, що вона не відповідає сфері науки, але якщо ми можемо запропонувати математичну модель та способи її перевірки та доведення цієї теорії, то чому це має бути так? Ми, люди, прокидаємося у світі, де всюди є головоломки, з фрагментами, які потрібно відкрити тут і там.
Неповна головоломка була б несправедливою до нас; ми повинні бути в змозі побудувати повну головоломку всього з фрагментів, які нам передаються. У нас може не бути доказів усього, але фрагменти, які ми маємо в руках, можуть вказувати на інші фрагменти головоломки, коли ми вирішуємо проблеми життя.
Те, що відбувається після нашої смерті, не повинно бути питанням поза сферою науки.
Якщо ми навчимося розуміти те, що нам дано, ми можемо побачити істину, навіть якщо ми не маємо всієї наукової точності для кожного питання, яке ми ставимо.
Так само і з питанням свідомості; багато хто розпочав пошуки, щоб знайти, що це таке, але сам факт визначення питання є дуже складним (Bond, 2023).
Я не знаю, що таке свідомість і з чого вона складається (Noirhomme et al., 2010), але в мене є частина цієї головоломки.
Я не знаю, чому свідомість з'являється і зникає, коли ми лягаємо спати (Tononi et al., 2024), або що відбувається у зміненому стані свідомості (Schiff, 2024), або як працює анестетик (Franks and Lieb, 1990; Vadakkan, 2015), але я точно знаю, що якщо ми віримо, що свобода волі є реальною та відчутною річчю, то це знання вкаже на існування гіпотетичної частинки, яка може знаходитися в царині поза трьома вимірами простору та одним виміром часу.
Те, що виявили Libet et al. (1983), цілком може бути доказом квантового ефекту в мозку (Neafsey, 2021).
Це уявлення краще та здоровіше, ніж викидати свободу волі у вікно.
Але як ми можемо це знати?
Я точно знаю, що ми починаємо ці пошуки з базової теорії, як показано в цьому проекті.
ПН може бути ключем до цього розуміння.
Без душі нейрони активувались би випадковим чином, на підґрунті лише ймовірностей, або ж вони активувались би детерміновано, під впливом зовнішнього середовища.
З душею активування нейронів стає навмисним і відображає волю душі/духу.
Те, що інші дослідники виявили про спонтанну активацію деяких нейронів, може бути першим поглядом на існування цих нових гіпотетичних нейронів (Vincen-Brown et al., 2016).
Але нам слід деякий час розглянути наслідки того, що ця теорія є правдивою.
Це дало б основу для того, як має існувати свобода волі в цьому світі, і саме це поняття могло б допомогти життю незліченної кількості людей.
Цей напрямок думки підтримував би чинну правову систему (Zeki et al., 2004) без необхідності відмовлятися від фізіологічної концепції свободи волі, як це дехто звик робити.
Вони підтримують судову систему, яка базується на тому, що необхідно для підтримки порядку в суспільстві, без будь-якої врахування моральних концепцій та необхідності основоположного розуміння свободи волі.
Ні, за допомогою цієї теорії ми можемо узгодити нейрофізіологію з сучасною судовою системою.
Тим не менш, ця теорія також може відкрити шлях для нової перспективи у підході до деяких захворювань та станів.
Відомо, що такі стани, як шизофренія, мають спонтанну активацію деяких ділянок мозку, таких як ті, що пов'язані зі слуховими галюцинаціями (Hirano et al., 2015; Rolls, 2021).
Інші психічні захворювання також могли б отримати користь від цього прориву; ми могли б навіть створити нові методи лікування, які могли б бути спрямовані на КХФ у цих типах нейронів.
Ми могли б навіть зрозуміти, як працюють анестетики (Mashour, 2024), і ми могли б закласти основу того, як свідомість функціонує всередині нашого мозку.
І я думаю, що це цінне питання, варте нашої уваги.
Заява про доступність данихОригінальні матеріали, представлені в дослідженні, включені до статті/додаткових матеріалів, подальші запити можна направляти відповідному автору.
Внесок автораDL: Нагляд, Програмне забезпечення, Дослідження, Написання – рецензування та редагування, Залучення фінансування, Концептуалізація, Написання – оригінальний чернетка, Формальний аналіз, Візуалізація, Валідація, Адміністрування проекту, Ресурси, Курування даних, Методологія.
ФінансуванняАвтор(и) заявляють, що не отримували фінансової підтримки для дослідження та/або публікації цієї статті.
ПодякиЯ хотів би подякувати Хорхе Маламбо за його внесок у математичну модель.
Я також хотів би подякувати Генрі Гомесу за надання зображення до сценарію, доктору Мехіве Маджулу та доктору Пабло Мояно за рецензування та коментарі, а також Александрі Амайї за редагування проєкту.
Нарешті, я вдячний Фабіо Авілі, Аркадіо Сьєррі та Сельсо Мачадо за їхню підтримку та поради.
Конфлікт інтересівАвтор заявляє, що дослідження проводилося за відсутності будь-яких комерційних чи фінансових відносин, які можна було б тлумачити як потенційний конфлікт інтересів.
Заява про генеративний ШІАвтор(и) заявляє(ють), що під час створення цього рукопису було використано покоління штучного інтелекту.
Ми використовували ChatGPT версії 4.0 для побудови математичної моделі рукопису.
Будь-який альтернативний текст (alt-текст), наданий разом із рисунками в цій статті, був згенерований Frontiers за допомогою штучного інтелекту, і було докладено розумних зусиль для забезпечення точності, включно з перевіркою авторами, де це можливо.
Якщо ви виявите будь-які проблеми, будь ласка, зв'яжіться з нами.
Примітка видавцяУсі твердження, висловлені в цій статті, є виключно твердженнями авторів і не обов'язково відображають твердження їхніх афілійованих організацій або твердження видавця, редакторів та рецензентів.
Будь-який продукт, який може бути оцінений у цій статті, або твердження, яке може бути зроблене його виробником, не гарантується та не схвалюється видавцем.
https://www.frontiersin.org/journals/neuroscience/articles/10.3389/fnins.2025.1637217/full
