Beynin kuantum etkilerini kullandığını öne süren yeni araştırma [Video]

• Roger Penrose’un öne sürdüğü, insan beynindeki mikrotübüller içinde kuantum etkileri olduğu fikri yeni bir araştırmayla kısmen destekleniyor
• Penrose’un özgün hipotezi, beynin mikrotübüllerde kuantum etkilerini kullandığı ve bunun bilincin kökeni olduğu yönündeydi
• Bu fikir o dönemde birçok kişi tarafından biraz sıra dışı bir iddia olarak görüldü
• Yeni araştırma, Penrose’un en azından mikrotübüller konusunda haklı olmuş olabileceğini gösteriyor
• Bunun bilincin kökeninin tümüyle kanıtlandığı anlamına gelmediği, ilgili açıklamanın ise videoda yer aldığı belirtiliyor

---

Penrose’un mikrotübül hipotezi

• Roger Penrose, insan beyninin mikrotübüllerde kuantum etkilerini kullandığını öne sürdü
• Bu hipotez, söz konusu kuantum etkilerinin bilincin kökeni olduğu iddiasını da içeriyordu
• O dönemde birçok kişi bu iddiayı biraz tuhaf buldu

Yeni araştırmanın desteklediği kapsam

• Yeni araştırma, Penrose’un en azından mikrotübüller konusunda haklı olduğunu destekleyen bir yönde ele alınıyor
• Ancak bunun bilincin kökeninin tamamının kanıtlandığı anlamına geldiğini söylemek zor; hâlâ “mikrotübüller konusunda” şeklinde bir sınırlama var

Bağlantılı video

• Video 3: Beynin kuantum etkilerini kullandığını öne süren yeni araştırmayı ve Penrose’un mikrotübül fikrini ele alan videoya bağlantı veriliyor

[GN⁺]

Hacker News yorumları

• Bu makale, görsellerinin neredeyse tamamı simülasyon olan teorik bir modelleme makalesi gibi görünüyor; gerçek deneysel ölçümler ise floresans spektrofotometresiyle toplu örnek üzerinde yapılmış yaklaşık 3 ölçümden ibaret gibi
  Mikrotübüllerin tübüline göre daha yüksek floresans kuantum verimi (QY) gösterdiği gözleminin, simülasyondaki fikirle açıklanabileceğini savunuyorlar; ancak bu kadar az ölçüm için yazarların önerdiği açıklamanın en basit açıklama olduğunu söylemek zor
  Floroforun yalnızca toplu çözücü içinde perdelenmesi bile QY’yi ve spektrumu ciddi ölçüde değiştirebilir. Eskiden biyolojik floresan raportör reaktifleri tasarlamıştım
• Makalenin kendisi[0] benim anlayışımı biraz aşıyor ama şu bölüm[1] komiğime gitti
  “Penrose’un o deli Hameroff’a kapılmış olmasının yazık olduğu bana birçok kez söylendi. Ama Penrose ve Hameroff’la ikisiyle de tanıştım; ikisi de elbette deli, ama ikisi de aptal değil”
  0: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.3c07936
  1: https://www.youtube.com/watch?v=R6G1D2UQ3gg&t=181s
  • O makalede önemli olan “kuantum” değil; sinir sistemi içinde ışık yoluyla veri iletiminin gerçekten var olduğu iddiası
    Makale, nöronların ultra zayıf ışık yayımı sonuçlarına[1] atıf yapıyor; ancak söz konusu makale Elsevier ödeme duvarının arkasında
    Sonraki makale, ışık yoluyla veri iletimini varsayım olarak alıyor; ardından optik fiber gibi ışığı yönlendiren bir yapı olduğunu varsayıp “ultra hızlı” veri iletimine bağlıyor
    Biyokimya tarafından bir uzmanın yorumuna ihtiyaç var. Neyin gerçek sonuç, neyin el yordamıyla açıklama olduğu hiç net değil; ama deneyle sınanabilir bir alan olduğu kesin. Sonraki çalışmaların spekülasyonun ötesine geçip bunu doğrulaması ya da çürütmesi gerekir
    [1] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S10111...
• Beyin, tüm kuantum etkilerinden etkilenen fiziksel bir nesneyse, yeni olan asıl şey beynin kuantum etkilerini kullanmaması olmaz mı? Kullanması bana doğal görünüyor
  • Sözcükler dünyayı parçalara ayırmak için kullanılır; anlamlarını da bundan alırlar
    Bu sözcüklerin evrendeki her şeye uygulanabildiğini kabul ederseniz, anlamlarını ortadan kaldırmış olursunuz; amaç bu değil
    Bir fırlatma aracı da kuantum etkilerinden etkilenir, ama davranışı klasik biçimde yeterince iyi modellenebilir. İyi niyetli okursak bu, “beynin işleyiş davranışını modellemek için klasik mekanik tek başına yeterli değildir” gibi bir anlama gelir
  • Kimya ve biyolojideki mikroskobik olguları açıklamak için kuantum mekaniğinin gerekli olduğu hiç tartışmalı değil
    Tuhaf iddia şu: canlıların 1) kuantum bilişimde bile soğuk vakumda ancak denenebilen uzun menzilli dolanıklık ve eşevrelilik durumlarını 300K’lik çözelti ortamında korumanın yolunu bulduğu ve 2) aynı anda bunu, düşünce ve bilinç için vazgeçilmez olduğu deneysel olarak kanıtlanmış mevcut nöronal hesaplama süreçlerine seçici biçimde bağladığı
    Son 30 yılda bunu destekleyecek kayda değer deneysel kanıt yoktu; sonuçta “biyoloji sihirdir” iddiasına yakın duruyor. Bu yüzden çoğu biyofizikçi ve sinirbilimci bunu ciddiye almıyor
  • “Kuantum etkileri” genellikle süperpozisyonun eşevreli durumlarını ifade eder
    Beyin gibi sıcak ve fotonlarla dolu bir ortamda, başka hiçbir neden olmasa bile süperpozisyon pratikte anında eşevresizleşmeye uğrar. Bu nedenle kuantum etkilerinin beyinde anlamlı bir hesaplama rolü oynaması pek makul görünmüyor
  • Bu tür iddialarda kastedilen, atomların ve moleküllerin yaptığı sıradan işlerde kuantum etkilerinin kullanılması değil; “biliş” süreçlerinde kuantum etkilerinin kullanıldığı, böylece biyolojik makinelerden fazlası olduğumuza inanacak bir alan açıldığı ve ruh, bilinç, özgür irade gibi büyülü özelliklerin korunabildiği fikri
    Kuantum etkilerinin fotosenteze yardımcı olduğuna dair sonuçlar var; ancak biliş ya da başka alanlarda ilginç amaçlarla kullanılması biyolojide son derece nadir. Fotosentezin belgelenmiş az sayıdaki örnekten biri olduğunu düşünüyorum
    Kuantum beyin fikri, popülerliğine rağmen onlarca yıldır belirleyici kanıt gösteremedi. Bu yüzden bu iddia kanıtlanırsa gerçekten muazzam derecede yeni bir sonuç olur
  • Başlık belki de “beyin kuantum etkilerini yararlı ve kontrol edilebilir bir şekilde kullanıyor” olmalıydı
    Sabine videoda bunu iyi açıklıyor. Hesaplamada kuantum etkilerini kullanmak için çok kontrollü koşullar gerekir; bunun beyinde imkânsız olduğu düşünülüyordu
• Kabaca Penrose, abduktif çıkarım gibi insani yeteneklerin açıkça hesaplanabilir olmadığını, bu yüzden zihnin algoritmalara indirgenebileceği fikrini çürüttüğünü düşünüyor gibi
  Ardından, zihnin yaptığı şey saf bir hesaplama makinesi olmasa bile fiziksel olarak nasıl temellenebileceğine dair bir öneri getiriyor
  • Hiç ikna edici değil. Bir şey fiziksel olarak temelliyse ve gerçekleştirilebiliyorsa, tanım gereği hesaplanabilir olması gerekmez mi
  • Sabine’in videosundan aldığım izlenim bu değildi
    Hesaplanamaz olanın bilincin kendisi, yani öznel deneyim olduğu; yapay zekanın da muhtemelen asla bilinçli olmayacağı yönündeydi
• Evrim işlev için kuantum mekaniğinden yararlanacak hâle geldiyse bu şaşırtıcı mı olur? Evrim başka her şeyden de yararlandı
  Koku almada da kuantum mekaniğinin rol oynadığına dair bir teori var[1]
  [1] <https://en.wikipedia.org/wiki/Vibration_theory_of_olfaction>
  • Bazı biyolojik süreçlerde belirli kuantum mekaniksel süreçlerden yararlanıldığından oldukça eminiz
    Katı konuşursak biyolojideki her şey nihayetinde kuantum kimyası ve fizik ile açıklanır; ama bu kendi başına pek ilginç değil. Ancak biyolojideki herhangi bir sürecin dolanıklıktan yararlandığına dair somut kanıt henüz bulunmuş gibi değil
    Şimdiye kadar gördüğüm örnekler çoğunlukla tünelleme ve eşevrelilik çevresinde. “Kuantum”un ne anlama geldiği üzerine çok kavga ediliyor, ama tartışmaların çoğu dolanıklık ve dalga fonksiyonu çöküşünün davranışıyla ilgili. Tünelleme ve eşevrelilik artık oldukça sıradan kuantum mekaniksel olgular
    Sabine’in biyolojiyle ilgili popüler bilim videolarını özellikle içgörülü ya da doğru bulmuyorum
  • Hiç şaşırtıcı değil. Ortam sıcaklığında çalışan klorofilin ışık hasat kompleksinde kuantum etkilerine dair kanıt var
    Fotonları fotosisteme verimli biçimde yönlendiren kilit unsur gibi görünüyor
  • Fotosentezde rol oynuyor. Şu an telefondayım, hemen kaynak veremem; ama bu %100 doğrulanmış bir örnek
  • Öyle olmasaydı asıl şaşırtıcı olurdu. Evrim süreci neden kuantum etkilerinin dahil olduğu mekanizmaları keşfetmesin ki
• Biyologların yaratıcılık eksikliği her zaman eğlenceli
  Yaklaşık her 10 yılda bir biyolojik sistemlere dair sağlam bir dogmanın yanlış olduğu kanıtlanıyor ve ondan önce bunu ilk öneren fizikçilerin, bilgisayar bilimcilerin, matematikçilerin alaya alınması örüntüsü tekrarlanıyor gibi
• Sir Roger konuştuğunda, içinde kendine sakladığı daha ne kadar şey olduğunu merak ediyorum. Gerçekten mücevher gibi biri
  • Muhtemelen epey çoktur. Birçok konuda alışılmışın dışında görüşleri var
    Örneğin evrenin ısı ölümüne inanıyor gibi görünmüyor; kütleçekim dalgaları vb. konusunda da ilginç teorileri var
• Neden makaleye ya da daha iyi bir habere değil de bu blog spam’ine bağlantı verdiler bilmiyorum
  Hossenfelder’in sinirbilim yeterliliği yok ve çoğu zaman kendinden emin biçimde hatalı oluyor
• …ama fotosentez yapan her şey için de böyle değil mi?
  • Bitkilerde epey zekâ var. Örneğin taç utangaçlığı, suyu arayıp ona doğru uzanma, zürafaların yaprak yediğini ağaçların birbirine haber vermesi gibi şeyler
• Beyin, kuantum etkilerinden yararlanarak uyum başarısında küçük de olsa bir kazanç elde edebiliyorsa bunu yapacaktır
  Ama insanların bu konuya ilgi duymasının nedeni, beynin kuantum doğası ile bilinç arasında bir bağlantı olduğunu düşünmeleri gibi görünüyor. Bu argüman da sonuçta “kuantum etkileri gizemli görünüyor, bilinç de gizemli görünüyor; öyleyse kuantum etkileri bilinci doğuruyor ya da doğrudan bilinçtir”den fazlası gibi görünmüyor ve oldukça zayıf