Исследование показывает, что цилиндрическая полость, образованная миелиновой оболочкой, окружающей нервные волокна (или аксоны), может создавать пары запутанных фотонов

Исследования показывают, что пары запутанных фотонов могут генерироваться из цилиндрических полостей, образованных миелиновой оболочкой, окружающей нервные волокна (или аксоны). Предполагается, что колебательные спектры углерод-водородных связей в миелине способствуют спонтанному излучению этих пар. Это квантовое явление может играть ключевую роль в синхронизации активности миллиардов нейронов, составляющих нашу центральную нервную систему.

Синхронизация активности нейронов головного мозга играет важную роль в контроле многих нейробиологических процессов. Исследования показывают, что эта потеря синхронности тесно связана с функциональными нарушениями, связанными с неврологическими заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона. Однако, несмотря на десятилетия исследований, механизмы этой синхронизации остаются во многом неуловимыми.

Исследования показывают, что квантовая запутанность может играть роль в этой синхронизации. Фотоны участвуют не только в биологической деятельности растений и бактерий, но и в биологической деятельности животных. Например, поляроны (квантовые состояния, возникающие в результате непрерывного взаимодействия фотонов и электронно-дырочных пар), образующиеся под действием видимого света и резонирующие с экситонами (квазичастицами, состоящими из электронно-дырочных пар) в молекулах хлорофилла, помогают передавать энергию при фотосинтезе.

Фотоны среднего инфракрасного диапазона, генерируемые гидролизом АТФ, стимулируют репликацию ДНК и регулируют активацию калиевых каналов и передачу сигналов нейронам. Ранее считалось, что сверхслабые фотоны (или биофотоны) являются простыми метаболитами, которые также участвуют в функционировании нейронов.

Недавние исследования показали, что радиация вызывает эффекты, выходящие далеко за пределы клеток-мишеней, поражая клетки, находящиеся далеко от места облучения. Некоторые люди думают, что это связано с эффектом квантовой запутанности.

Эти результаты позволяют предположить, что фотоны могут быть потенциальным источником синхронизации нейронов посредством квантовой запутанности.

Обратите внимание: Новое исследование может в конечном итоге подтвердить или отклонить теорию Большого взрыва.

«Хотя каждый результат требует более детального изучения, они дают важную информацию о влиянии света на активность нейронов», — объяснили исследовательская группа из Шанхайского университета и Сычуаньского университета внутренние корреляции квантовой запутанности остаются захватывающими», — говорится в новом исследовании arXiv.

Потенциальное влияние на синхронизацию активности нейронов

Чтобы проверить свою гипотезу, в новом исследовании ученые оценили участие миелина в синхронизации активности нейронов. Миелин — это липидная мембрана, окружающая аксоны, которая одновременно изолирует аксоны и улучшает передачу потенциалов действия.

«Миелин часто рассматривают просто как изолятор. Однако новые данные свидетельствуют о том, что миелин пластичен, что предполагает его роль, выходящую за рамки изоляции, и его потенциал способствовать фазовой синхронизации», — заявили ученые. Изменения миелина связаны со снижением когнитивных функций при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз.

Образование микрополостей необходимо для экситонного и поляритонного переноса энергии. Отражение света от стенок этих полостей приводит к захвату фотонов. Исследователи предположили, что, создавая цилиндрические полости, миелин способен лучше удерживать фотоны после образования поляритонов. Этот процесс может привести к образованию запутанных пар фотонов.

команда использовала квантовую электродинамику полости (cQED), чтобы обнаружить образование запутанных пар фотонов в колебательном спектре связей углерод-водород (CH), расположенных на хвостах молекул миелина. В этом случае атомы заключены в крошечные структуры (миелиновые цилиндры), стенки которых отражают свет, что позволяет изучать взаимодействие вещества и света на квантовом уровне.

Результаты показывают, что цилиндрическая полость, образованная миелином, способствует образованию большого количества запутанных пар фотонов. Обилие вибрационных единиц CH в нейронах позволяет предположить, что они могут быть источником квантовой запутанности в нервной системе.

Исследователи говорят, что это может быть связано со способностью мозга оптимизировать и синхронизировать передачу информации через нейронные сети. Они пришли к выводу: «Используя нелокальные корреляционные свойства квантовой запутанности, мы можем предположить, что квантовая запутанность может эффективно синхронизировать активность нейронов во всем мозге.

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Исследование показывает, что цилиндрическая полость, образованная миелиновой оболочкой, окружающей нервные волокна (или аксоны), может создавать пары запутанных фотонов.