Коллектив авторов - Квантовый мир. Невероятная теория в самом сердце мироздания

Фишер, как и многие другие, разделял этот скептицизм. Но вместе с тем он размышлял, не было бы ли странным, что эволюция это просто не проработала? У нее были миллиарды лет, чтобы «открыть» квантовую механику, к тому же изящный молекулярный механизм позволяет жизни ее использовать. Даже если электрические импульсы, идущие по нейронам внутри мозга, – что хорошо описывается классической физикой – являются непосредственной основой мышления и памяти, спрятанный квантовый уровень может определять, в частности, как эти нейроны связываются друг с другом и срабатывают.

Личный интерес к теме возник у Фишера довольно опосредованно, когда он размышлял над устойчивостью психических расстройств близких ему людей и над эффективностью лекарств, используемых для их лечения. Изначально предметом интереса Фишера был литий – ингредиент многих стабилизаторов настроения. Изучая научную литературу, он наткнулся на один подробный доклад 1986 года, который заставил его задуматься. В этом документе был описан опыт, в котором крысы получали один из двух устойчивых изотопов лития – литий-6 и литий-7. Когда наступала пора ухаживаний, заботы о крысятах, постройки жилища и других мероприятий брачного сезона, получившие литий-6 были гораздо активнее, чем их соплеменники из контрольной группы или накормленные литием-7.

Именно эта статья навела Фишера на мысль, что, возможно, настало время вновь обратиться к столь волнующей его проблеме квантового сознания. Все атомные ядра, как и составляющие их фундаментальные частицы, имеют квантово-механическое свойство, называемое спином. Грубо говоря, спин является количественной мерой того, насколько ядро «чувствует» электрические и магнитные поля: чем больше спин, тем сильнее взаимодействие. Ядро с минимально возможным значением спина 1/2 практически не чувствует электрическое поле и очень слабо взаимодействует с магнитным. В окружающей среде вроде мозга, где электрические поля изобилуют, ядра со спином 1/2 будут странно изолированы от возмущений.

Ядра со спином 1/2 не часто встречаются в природе, и вот в чем дело. Значение спина лития-6 равно 1, но известно, что в химической среде, наподобие мозга или соляного раствора в воде, наличие дополнительных протонов молекул воды заставляет литий-6 вести себя как ядро со спином 1/2. Опыты, проведенные еще в 70-е годы XX века, отметили, что ядра лития-6 могут удерживать свой спин в течение аж пяти минут. Если есть элемент квантового контроля над операциями мозга, рассуждал Фишер, то успокаивающие эффекты лития могут быть связаны с внедрением этих необычайно когерентных ядер в химию мозга.

И это еще не все. Литий-6 не встречается в мозге в естественных условиях, но одно ядро со спином 1/2 в нем все же имеется и является активным участником многих биохимических реакций – это фосфор.

После изнурительных вычислений времени когерентности различных молекул с фосфором в биологических средах Фишер публично заявил, что нашел кандидата в кубиты – это структура с фосфатом кальция, известная как молекула Познера, или кластер Познера. В 1975 году она была обнаружена в костной ткани, а также плавала около нее, когда искусственно созданную биологическую жидкость – то есть воду с добавлением биологических молекул и минеральных солей – подготавливали в лаборатории.

Измерив время когерентности для этих молекул, Фишер получил результат в колоссальные 10 5секунд – целые сутки. Он также определил по крайней мере одну химическую реакцию в мозге, которая, по его мнению, будет производить запутанные, когерентные состояния ядерных спинов внутри молекулы Познера. Этот процесс также участвует в поглощении кальция и метаболизме жиров, который использует энзим под называнием «пирофосфатаза». Данный энзим разрушает структуру, состоящую из двух ионов фосфата, производя два отдельных иона. Теоретически ядерные спины по крайней мере в этих двух ионах должны быть квантово запутанными. Выпустите их в жидкость, окружающую клетки, и они смогут соединяться с ионами кальция, образуя молекулы Познера.

Если все выполнено верно, внеклеточная жидкость мозга может быть заполнена сложными кластерами высокозапутанных молекул Познера. Как только они попадают внутрь нейронов, эти молекулы могут начать менять характер сигнала и ответа клеток, начиная формировать мысли и воспоминания (см. рис. 6.3).

Рис. 6.3. Кластеры Познера, которые, как считается, имеются в мозге и содержат шесть атомов фосфора, спиновые состояния которых могут быть квантово-запутанными – возможно, именно они влияют на наше мышление и запоминание.