Nervenzellen kommunizieren bekanntlich über elektrochemische Signale miteinander, doch wie lässt sich erklären, dass Millionen von Zellen im Gehirn ihre Aktivität blitzschnell synchronisieren? Einige Wissenschaftler machen seit neuestem Quantenphänomene dafür verantwortlich. Während die Gehirnforschung das Bewusstsein biologisch, chemisch und physikalisch zu erklären versucht, macht die Penrose-Hameroff-Theorie Quanteneffekte für das Zustandekommen des Bewusstseins verantwortlich, denn was quantenphysikalisch im Gehirn vor sich geht, beeinflusst nach dieser Hypothese die Elektrochemie bzw. verursacht diese vielleicht sogar (Stangl, 2024).
Schon Mitte der 1990er Jahre wurde vorgeschlagen, dass Quanteneffekte in Proteinen, die als Mikrotubuli bekannt sind, eine Rolle bei der Natur des Bewusstseins spielen. Die Theorie wurde weitgehend verworfen, da man davon ausging, dass Quanteneffekte in biologischen Systemen, die warm und feucht sind und der Dekohärenz unterliegen, nicht auftreten können.
Die Entwicklung der Quantenbiologie deutet nun jedoch auf das Gegenteil hin. Quanteneffekte wurden in der Photosynthese, einem für das Leben auf der Erde grundlegenden Prozess, nachgewiesen. Möglicherweise sind sie auch bei anderen biologischen Prozessen wie der Migration von Vögeln und dem Geruchssinn im Spiel. Neben dem Mikrotubuli-Mechanismus des Quantenbewusstseins gibt es noch weitere Theorien der Quantenkognition. Es wurde vorgeschlagen, dass die Vollnarkose, die das Bewusstsein ausschaltet, dies mit Hilfe von Quantenmechanismen tut, die durch Veränderungen des Elektronenspins gemessen werden. Die im Zusammenhang mit dem Geruchssinn entwickelte Tunnelhypothese wurde auf die Wirkung von Neurotransmittern angewandt.
Eine neuere Theorie beschreibt, wie die Quantenverschränkung zwischen Phosphorkernen das Feuern von Neuronen beeinflussen könnte. Diese und andere Theorien haben zu einem wachsenden Forschungsfeld beigetragen, in dem untersucht wird, ob Quanteneffekte zur neuronalen Verarbeitung beitragen können.
Die Frage, ob Nervenfasern im Gehirn verschränkte Photonen erzeugen können, ist ein faszinierendes Thema an der Schnittstelle von Quantenphysik und Neurowissenschaften. Derzeit gibt es keine gesicherten wissenschaftlichen Belege für dieses Phänomen, aber es wird in der aufstrebenden Disziplin der Quantenbiologie diskutiert.
Theoretisch ist die Möglichkeit quantenmechanischer Effekte in biologischen Systemen nicht auszuschließen, wie Beispiele aus der Photosynthese oder dem Geruchssinn zeigen. Die enorme Komplexität des menschlichen Gehirns mit seinen Milliarden von Neuronen und Synapsen lässt Raum für Spekulationen über mögliche Quanteneffekte. Allerdings stellt die Erzeugung und Aufrechterhaltung von Quantenverschränkung normalerweise sehr spezifische Anforderungen an die Umgebungsbedingungen, die im warmen und feuchten Milieu des Gehirns schwer zu erfüllen sind.
Die Entwicklung der Quantenbiologie deutet nun jedoch auf das Gegenteil hin. Quanteneffekte wurden in der Photosynthese, einem für das Leben auf der Erde grundlegenden Prozess, nachgewiesen. Möglicherweise sind sie auch bei anderen biologischen Prozessen wie der Migration von Vögeln und dem Geruchssinn im Spiel. Neben dem Mikrotubuli-Mechanismus des Quantenbewusstseins gibt es noch weitere Theorien der Quantenkognition. Es wurde vorgeschlagen, dass die Vollnarkose, die das Bewusstsein ausschaltet, dies mit Hilfe von Quantenmechanismen tut, die durch Veränderungen des Elektronenspins gemessen werden. Die im Zusammenhang mit dem Geruchssinn entwickelte Tunnelhypothese wurde auf die Wirkung von Neurotransmittern angewandt.
Eine neuere Theorie beschreibt, wie die Quantenverschränkung zwischen Phosphorkernen das Feuern von Neuronen beeinflussen könnte. Diese und andere Theorien haben zu einem wachsenden Forschungsfeld beigetragen, in dem untersucht wird, ob Quanteneffekte zur neuronalen Verarbeitung beitragen können.
Bisher fehlen direkte experimentelle Nachweise für die Erzeugung verschränkter Photonen durch Nervenfasern. Sollte sich diese Hypothese bestätigen, könnte dies weitreichende Implikationen für unser Verständnis von Bewusstsein, Informationsverarbeitung im Gehirn und möglicherweise sogar für Konzepte wie den freien Willen haben.
Viele Neurowissenschaftler und Physiker stehen der Idee, dass Quanteneffekte eine bedeutende Rolle in der Gehirnfunktion spielen, allerdings skeptisch gegenüber, da die bekannten neuronalen Prozesse ausreichend erscheinen, um die Gehirnfunktion zu erklären. Letztendlich bleibt die Vorstellung von durch Nervenfasern erzeugten verschränkten Photonen im Gehirn vorerst eine spekulative Idee, die weiterer Forschung und fortschrittlicherer Messtechniken bedarf, um überprüft und möglicherweise bestätigt zu werden.
Literatur
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Jedlicka, P. (2017). Revisiting the Quantum Brain Hypothesis: Toward Quantum (Neuro)biology? Frontiers in Molecular Neuroscience, 10, 366.
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Stangl, W. (2020, 24. August). Quantenbewusstsein. Online Lexikon für Psychologie & Pädagogik.
Tuszynski, J. A., Friesen, D. & Freedman, H. (2020). Biological Brain and Quantum Computers: Contrasting Approaches to Information Processing. Entropy, 22, 339.