สมองมนุษย์คิดคำนวณแบบควอนตัมคอมพิวเตอร์

ความลับที่น่าอัศจรรย์ของสมองมนุษย์ถูกเปิดเผยขึ้นอีกครั้ง หลังทีมนักประสาทวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยทรินิตีคอลเลจดับลิน (Trinity College Dublin – TCD) ของประเทศไอร์แลนด์ ค้นพบหลักฐานที่สามารถพิสูจน์ยืนยันได้ว่า สมองของคนเราทำงานด้วยระบบควอนตัม

รายงานการวิจัยข้างต้นตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Physics Communications เมื่อวันที่ 7 ต.ค. ที่ผ่านมา โดยมีการประยุกต์ใช้หลักการในทฤษฎีความโน้มถ่วงเชิงควอนตัม (quantum gravity) มาทดลองกับน้ำในสมองของคนเรา ซึ่งผลการตรวจสอบเปิดเผยว่ามีปรากฏการณ์ความพัวพันเชิงควอนตัม (quantum entanglement) เกิดขึ้นในการทดลองครั้งนี้ด้วย

หากสามารถยืนยันได้ว่าผลการทดลองข้างต้นถูกต้อง ความรู้ใหม่เรื่องการทำงานด้วยระบบควอนตัมของสมอง จะช่วยอธิบายได้ว่าเหตุใดคนเรายังคงเหนือกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ ในเรื่องการตัดสินใจฉับพลันและการวิเคราะห์เหตุการณ์ที่คาดไม่ถึง ทั้งยังอาจช่วยไขปริศนาเรื่องสมองทำให้เกิดจิตสำนึกและสติสัมปชัญญะได้อย่างไร ซึ่งเรื่องเหล่านี้วงการวิทยาศาสตร์ยังคงมีความเข้าใจน้อยมาก

ดร. คริสเตียน เคอร์สเคนส์ หนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยบอกว่า ตามหลักการของทฤษฎีความโน้มถ่วงเชิงควอนตัมแล้ว ระบบควอนตัม 2 ระบบ ซึ่งผู้สังเกตการณ์รู้จักและระบุตัวตนได้ สามารถจะเกิดความพัวพันกันโดยมีระบบควอนตัมระบบที่ 3 เป็นสื่อกลาง แม้ผู้สังเกตการณ์จะไม่ทราบว่าระบบควอนตัมที่ 3 นั้นคืออะไรและอยู่ที่ใดแน่

สำหรับหลักความพัวพันเชิงควอนตัมนั้น ระบุว่าคู่อนุภาคซึ่งมีความพัวพันกันจะมีปฏิกิริยาตอบสนองตามกันในทันทีที่เกิดความเปลี่ยนแปลงกับอนุภาคใดอนุภาคหนึ่ง ไม่ว่าทั้งสองจะอยู่ในตำแหน่งที่ห่างกันไปเท่าใดก็ตาม

ที่มาของภาพ, Getty Images

ทีมผู้วิจัยใช้ของเหลวหรือน้ำในสมอง (brain water) เป็นเป้าหมายในการตรวจสอบค้นหาร่องรอยของความพัวพันเชิงควอนตัมดังกล่าว โดยใช้เครื่องสแกนเอ็มอาร์ไอ (MRI) ตรวจวัดสปิน (spin) ของอนุภาคโปรตอนจากน้ำในสมอง ซึ่งสปินนี้คือโมเมนตัมเชิงมุมอันเป็นคุณสมบัติหนึ่งของอนุภาคที่เล็กกว่าอะตอมลงมา

ผลปรากฏว่าพบคู่อนุภาคโปรตอนที่สปินมีความพัวพันเชิงควอนตัมระหว่างกัน โดยปรากฏในสัญญาณจากเครื่องสแกนเอ็มอาร์ไอในลักษณะของคลื่นไฟฟ้าสมอง (EEG) รูปแบบหนึ่ง ซึ่งคล้ายกับสัญญาณที่กระตุ้นให้เกิดการเต้นของหัวใจไม่มีผิด

ตามปกติแล้วเครื่องสแกนเอ็มอาร์ไอจะไม่สามารถตรวจพบสัญญาณเช่นนี้ได้ แต่ทีมผู้วิจัยเชื่อว่าความพัวพันเชิงควอนตัมระหว่างคู่อนุภาคโปรตอนจากน้ำในสมอง ทำให้อุปกรณ์ทางการแพทย์ตรวจจับปรากฏการณ์นี้ได้ ซึ่งก็เป็นหลักฐานบ่งชี้ว่าสมองมนุษย์ทำงานด้วยระบบควอนตัม ไม่แตกต่างจากควอนตัมคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นเครื่องมือประมวลผลที่ล้ำสมัยที่สุดในขณะนี้

“กระบวนการทำงานบางอย่างในสมองมนุษย์ น่าจะมีปฏิสัมพันธ์เชิงควอนตัมและเป็นสื่อกลางให้คู่อนุภาคโปรตอนจากน้ำในสมองเกิดความพัวพันเชิงควอนตัมขึ้น” ดร. เคอร์สเคนส์กล่าวอธิบาย

“กระบวนการเชิงควอนตัมเหล่านี้เกี่ยวข้องกับความจำระยะสั้นและการมีสติรู้ตัว ทั้งยังเป็นไปได้ว่ามีบทบาทสำคัญต่อการคิดวิเคราะห์และการทำงานของสมองขณะตื่นอยู่”

“ผลการทดลองที่น่าตื่นเต้นนี้ช่วยอธิบายได้ว่า เหตุใดคนเรายังคงเหนือกว่าซูเปอร์คอมพิวเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเรื่องการเรียนรู้สิ่งใหม่ ๆ การตัดสินใจอย่างฉับพลัน และการวิเคราะห์เหตุการณ์ที่คาดไม่ถึง”

อย่างไรก็ตาม ทีมผู้วิจัยบอกว่ามีแผนจะทำการทดสอบซ้ำอีกหลายครั้ง เพื่อให้แน่ใจว่าผลการทดลองในครั้งนี้ถูกต้องและเชื่อถือได้ในระดับสูง รวมทั้งจะมีการตรวจสอบโดยออกแบบการทดลองใหม่ให้มีความเป็นสหวิทยาการมากขึ้น

ทีมผู้วิจัยหวังว่า ความรู้ใหม่ในเรื่องการทำงานแบบควอนตัมของสมองคนเรา จะช่วยไขความลับเรื่องกลไกการทำงานของสมอง การดูแลรักษาสุขภาพสมองเมื่อได้รับความเสียหาย รวมทั้งนำไปสู่การคิดค้นเทคโนโลยีที่จะพัฒนาควอนตัมคอมพิวเตอร์ไปอีกขั้นด้วย

….

ข่าว BBCไทย ที่เผยแพร่ในเว็บไซต์ ประชาชาติธุรกิจ เป็นความร่วมมือของสององค์กรข่าว