摘要：大多数神经科学家认为大脑以经典方式运作。然而，如果大脑过程依赖于量子力学，这可能解释了为什么我们的大脑如此强大。一组研究人员可能在大脑中目睹了纠缠的情况，这也许表明我们的一些大脑活动，甚至可能是意识，是在量子水平上运作的。

超级计算机可以在国际象棋上击败我们，在每秒执行的计算量比人脑多。但是我们的大脑还执行其他计算机无法匹配的任务——解释事件和情况，并利用想象力、创造力和解决问题的能力。我们的大脑是非常强大的计算机，它不仅使用神经元，还使用神经元之间的连接来处理和解释信息。

然后是意识，神经科学的一个巨大问号。它是由什么引起的？它是如何从一团杂乱的神经元和突触中产生的？毕竟，这些可能是非常复杂的，但我们仍然在谈论一个由分子和电信号构成的湿物质袋。

一些科学家怀疑量子过程，包括纠缠，可能有助于我们解释大脑的巨大能量及其产生意识的能力。最近，爱尔兰都柏林三一学院的科学家利用一种测试量子引力的技术，提出了纠缠可能在我们的大脑中起作用。如果他们的结果得到确认，这可能是迈向理解我们的大脑，包括意识，如何运作的一大步。

大脑中的量子过程

令人惊奇的是，我们已经看到一些迹象表明量子机制在我们的大脑中起作用。其中一些机制可能有助于大脑通过感官输入处理周围的世界。我们的大脑中还有一些同位素，它们的自旋会改变我们的身体和大脑的反应。例如，核自旋为1/2的氙可能具有麻醉特性，而没有自旋的氙则可能没有。不同自旋的锂的各种同位素会改变大鼠的发育和育儿能力。

尽管有这些有趣的发现，但大脑通常被认为是一个经典系统。

如果量子过程在大脑中起作用，那么观察它们如何工作以及它们的作用将是困难的。事实上，不知道我们在寻找什么，使得量子过程非常难以发现。“如果大脑使用量子计算，那么这些量子算符可能与已知的原子系统中的算符不同，” Trinity的神经科学研究人员之一、该论文的作者之一Christian Kerskens告诉Big Think。那么如何测量一个未知的量子系统，尤其是当我们没有任何设备来测量神秘的未知相互作用时呢？

从量子引力中得到的启发

物理学有两个主要领域。一个是微小微观世界的物理学——原子和光子、粒子和波动之间的相互作用和行为与我们周围看到的世界非常不同。然后是引力领域，它控制着行星和恒星的运动，并使我们人类粘附在地球上。将这些领域统一到一个总体理论下，这就是量子引力的作用——它将帮助科学家理解支配我们宇宙的基本力量。

由于量子引力和大脑中的量子过程都是大问题，三一学院的研究人员决定使用其他科学家尝试了解量子引力的相同方法。

重视纠缠

使用可以感知纠缠的MRI，科学家们试图看看大脑中的质子自旋是否可以通过一个未知的中介而相互作用并成为纠缠状态。与研究量子引力类似，目标是理解未知系统。Kerskens解释说：“未知系统可能与已知系统如大脑中的质子自旋相互作用。”“如果未知系统可以介导纠缠到已知系统，那么，已经显示出，未知系统必须是量子的。”

研究人员使用MRI扫描了40名受试者。然后他们观察发生了什么，并将活动与患者的心跳相关联。

心跳不仅仅是我们体内器官的运动。相反，心脏与大脑等我们身体的许多其他部位进行双向通信——器官彼此发送信号。当心脏对各种现象如疼痛、注意力和动机做出反应时，我们就会看到这一点。此外，心跳可以与短期记忆和衰老有关。

随着心脏的跳动，它会产生一个称为心跳电位或HEP的信号。随着HEP的每个峰值，研究人员都会看到核自旋之间的相互作用信号出现了相应的峰值。这个信号可能是纠缠的结果，目睹它可能表明确实存在一个非经典的中介。

类似地，指示纠缠的信号只在有意识的状态下出现，这在两个受试者在MRI检查期间睡着时得到了证明。当他们入睡时，这个信号逐渐消失了。

在大脑中看到纠缠可能表明大脑并不像以前认为的那样是经典的，而是一个强大的量子系统。如果结果能得到确认，它们可能提供一些迹象表明大脑使用量子过程。这可能开始揭示我们的大脑是如何进行它所做的强大计算的，以及它是如何管理意识的。