Das menschliche Gehirn könnte noch mehr Geheimnisse bergen, als wir bisher angenommen haben.
Eine kürzlich durchgeführte Studie von Forschern in China schlägt eine faszinierende Hypothese vor: Verschlungene Photonen könnten innerhalb der Myelinscheiden erzeugt werden, jener Strukturen, die die Nervenfasern umgeben. Diese Entdeckung könnte eine neue Erklärung für die erstaunliche Geschwindigkeit der neuronalen Kommunikation bieten, ein entscheidendes Element zum Verständnis des Bewusstseins.
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Die Kommunikation zwischen Neuronen, die für die Funktionsweise des Gehirns essentiell ist, basiert auf elektrischen Signalen, die entlang der Axone fließen. Diese Axone sind von Myelin bedeckt, einer lipidhaltigen Substanz, die die Nervenfasern isoliert und schützt und gleichzeitig die Ausbreitung der Signale beschleunigt. Dennoch bleibt die Geschwindigkeit dieser Signale unter der des Schalls, zu langsam, um die präzise neuronale Synchronisierung zu erklären, die beobachtet wird.
Um dieses Problem zu untersuchen, haben die Forscher Quantenmechanik-Techniken innerhalb der Myelinscheide angewendet und sie als elektromagnetische Kavität behandelt. Sie entdeckten, dass verschlungene Photonen dort erzeugt werden könnten, was eine sofortige Kommunikation entlang der Axone erleichtert. Diese Verschränkung, ein Phänomen, bei dem zwei Teilchen eng miteinander verbunden sind, könnte eine Informationsübertragung ermöglichen, die deutlich schneller ist als mit alleinigen elektrischen Signalen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Produktion dieser verschlungenen Photonen in den durch Myelin gebildeten Kavitäten signifikant erhöht werden könnte. Diese Verschränkung könnte sogar die Ionenkanäle des Neurons beeinflussen, die für das Öffnen und Schließen von Signalisierungswegen entscheidend sind, möglicherweise über beträchtliche Entfernungen im Gehirn hinweg.
Schematische Darstellung der Myelin, die das Axon eines Neurons umgibt, mit einem Zoom auf die Phospholipidmoleküle, einem Hauptbestandteil der Myelin.
Quelle: Physical Review E (2024).
Obwohl die Forschung noch in den Anfängen steckt, eröffnet diese Entdeckung neue Perspektiven darauf, wie Neuronen ihre Aktivitäten synchronisieren könnten. Sie lässt auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Bewusstsein und quantenmechanischen Phänomenen schließen, einem Bereich, der noch weitgehend unerforscht ist. Die Forscher hoffen, dass dieser Ansatz helfen wird, die tiefen Mechanismen der neuronalen Synchronisierung besser zu verstehen.
Quelle: Physical Review E