Khái niệm Ý thức Lượng tử (Quantum Consciousness)

Fig 01: Ý thức từ đâu mà có?

Khái niệm về các hiệu ứng lượng tử xảy ra trong não bộ là một lĩnh vực nghiên cứu và giả thuyết đang gây nhiều tranh cãi trong cả vật lý và khoa học thần kinh, thường được gọi là ý thức lượng tử (quantum consciousness) hay tâm trí lượng tử (quantum mind).

Mặc dù các quy luật vật lý cổ điển và tương tác giữa các tế bào thần kinh (neuron) thường được cho là đủ để giải thích hoạt động của não, một số nhà khoa học đề xuất rằng các hiện tượng cơ học lượng tử, như vướng víu lượng tử (quantum entanglement) hoặc chồng chất trạng thái (superposition), có thể đóng vai trò quan trọng, đặc biệt trong việc hình thành ý thức:

• Giả thuyết vi ống (Microtubule Hypothesis): Nhà vật lý Roger Penrose và nhà gây mê học Stuart Hameroff đã đề xuất mô hình "Objective Reduction có phối hợp" (Orchestrated Objective Reduction - Orch OR). Mô hình này cho rằng các vi ống (microtubules)—những cấu trúc sợi nhỏ bên trong các neuron—hoạt động như một loại máy tính lượng tử, nơi các sự kiện lượng tử không-tính-toán xảy ra và liên quan đến sự phát sinh của ý thức.

• Bằng chứng thực nghiệm gần đây: Một số nghiên cứu gần đây đã đưa ra bằng chứng cho thấy các hiệu ứng lượng tử có thể tồn tại trong các hệ thống sinh học lớn, ấm và ồn ào như não bộ, trái ngược với quan niệm truyền thống.

  • Ví dụ, hiện tượng siêu bức xạ (superradiance)—một hiệu ứng lượng tử làm cho các phân tử phát sáng mạnh hơn và nhanh hơn khi chúng hoạt động cùng nhau—đã được tìm thấy trong cấu trúc protein có tổ chức cao, chẳng hạn như mạng lưới phân tử tryptophan trong các neuron. Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng những mạng lưới này có thể hoạt động như cáp quang lượng tử, cho phép não xử lý thông tin nhanh hơn nhiều so với các quá trình hóa học đơn thuần.

Quan điểm phản biện

Phần lớn cộng đồng khoa học thần kinh vẫn còn hoài nghi về các giả thuyết lượng tử trong não:

• Hiện tượng hủy vướng víu (Decoherence): Các nhà phê bình lập luận rằng môi trường ấm áp và hỗn loạn của não (vốn có nhiều nước và tương tác) sẽ ngay lập tức phá hủy các trạng thái lượng tử tinh tế (như chồng chất và vướng víu) trước khi chúng có thể tạo ra bất kỳ ảnh hưởng đáng kể nào đến chức năng thần kinh cấp độ lớn.

• Thiếu bằng chứng trực tiếp: Hiện tại, vẫn chưa có bằng chứng thực nghiệm trực tiếp nào xác nhận rằng các hiệu ứng lượng tử không-tầm-thường (non-trivial quantum effects) có vai trò chức năng trong quá trình tính toán của neuron hoặc trong việc tạo ra ý thức.

Tóm lại, trong khi các hiệu ứng lượng tử là nền tảng cho hóa học và sinh hóa cơ bản của não, vai trò của các hiện tượng lượng tử phức tạp (như vướng víu) trong các chức năng não cấp cao và ý thức vẫn chỉ là một giả thuyết đang được khám phá, với các nghiên cứu mới đang dần mở ra khả năng này.