7月1日月曜日午前9時25分（東部標準時）に更新されました。
ニューヨーク-意識が脳の量子力学的現象から生じるという考えは興味をそそられますが、証拠はありません、と科学者は言います。
オックスフォード大学の物理学者ロジャーペンローズとアリゾナ大学の麻酔科医スチュアートハメロフは、脳が量子コンピューターとして機能することを提案しています-量子力学的現象を利用する計算機（粒子が存在する能力など）一度に2か所）で複雑な計算を実行します。脳では、ニューロン内部の繊維が量子計算の基本単位を形成する可能性があると、ペンローズとハメルフは、6月15〜16日にここで開催された未来の会議であるグローバルフューチャー2045国際会議で説明しました。
これまでのところ、神経科学には意識について満足のいく説明がないため、アイデアは魅力的です-自己認識し、感覚的な経験と思考を持っている状態。しかし多くの科学者は懐疑的であり、アイデアの実験的証拠の欠如を挙げています。
Orch ORモデル
PenroseとHameroffは独自にアイデアを開発しましたが、1990年代初頭に協力して、彼らがOrchestrated Objective Reduction（Orch OR）モデルと呼ぶものを開発しました。
ペンローズの研究は、数学者のカート・ゴデルの不完全性定理の解釈に基づいており、これは特定の結果はコンピューターアルゴリズムでは証明できないと述べています。ペンローズは、人間の数学者はいわゆる「ゴーデル証明できない」結果を証明することができるため、人間の脳は典型的なコンピューターとして説明することはできないと主張している。その代わりに、これらのより高い能力を達成するために、脳のプロセスは量子力学に依存しなければならない、と彼は言う。
しかし、ペンローズの理論は、この量子コンピューティングが実際の脳内でどのように発生したかを説明していませんでした。ハメロフはペンローズの研究を読み、微小管として知られている細胞にそれらの構造的支持を与える小さな繊維構造が量子計算を実行することができるかもしれないと提案しました。
微小管はタンパク質チューブリンのユニットで構成されており、電子が互いに非常に接近して渦巻く領域が含まれています。ハメロフは、これらの電子が「量子もつれ」になる可能性があると提案しました。この状態では、2つの粒子が接続を保持し、一方が実行されたアクションが他方に影響を及ぼします。
Orch ORモデルでは、微小管内のこれらの絡み合った電子の量子状態を記述する数学的確率が時空で不安定になります。これらの数学的な確率は波動関数と呼ばれ、このシナリオでは、確率の状態から特定の現実へと移行します。この状態では、1つのニューロンの微小管は、ギャップ結合と呼ばれる電気的接続を介して他のニューロンの微小管にリンクできます。これらの接合部により、電子が脳の他の領域に「トンネル」し、意識的な経験として知覚される神経活動の波が発生します。
「ペンローズには意識のメカニズムがあり、私には構造があった」とハメロフはLiveScienceに語った。
モデルの問題
興味深いことに、オーチORモデルは実験的にテストされておらず、多くの科学者がそれを拒否しています。
量子コンピューター-量子力学的効果を利用して非常に高速な計算を実現するコンピューター-が理論化されていますが、市販されているのは1つだけ（D-Wave社によって構築されたもの）であり、それが真の量子コンピューターであるかどうかは議論の余地があります。このようなコンピュータは、科学者が「ノイズ」と呼ぶシステムの摂動に非常に敏感です。ノイズを最小限に抑えるには、システムを隔離して非常に低温に保つことが重要です（熱により粒子が加速し、ノイズが発生するため）。
量子コンピューターの構築は、注意深く制御された条件下でも困難です。スイスのチューリッヒ大学のChristof KochとKlaus Heppは2006年にNature誌に掲載されたエッセイに「これは湿った暖かい脳内部の量子計算の荒涼とした絵を描いています」と書いています。
モデルのもう1つの問題は、量子計算に関係するタイムスケールに関係しています。 MITの物理学者であるマックステグマークは、脳の量子効果の計算を行っており、脳の量子状態の持続時間は非常に短いため、意味のある脳処理に至らないことがわかりました。 Tegmarkは、Orch ORモデルを漠然と呼び、より具体的なモデルについて彼が見た唯一の数はかなりずれていると述べた。
「多くの人々は、意識は謎であり、量子力学は謎であると感じているようであり、それらは関連しているに違いない」とテグマークはLiveScienceに語った。
Orch ORモデルは、神経科学者からも批判を集めています。モデルは、微小管内の量子ゆらぎが意識を生み出すと考えています。しかし、微小管は植物細胞にも見られると、バージニア州フォールズチャーチにある非営利精神脳科学協会のCEOである理論神経科学者のバーナードバース氏は述べた。
これらの批判は、原則として量子意識を排除するものではありませんが、実験的な証拠がなければ、多くの科学者は納得できません。
「誰かがたった一つの実験を思いついたら、量子意識を実証するために、私はすべての懐疑論を捨てるつもりです。」
編集者のメモ：この記事は2013年6月27日に更新され、「量子コンピューターは実現されていません...」という記述が修正されました。 D-Waveという会社が作成したと主張しているが、実際に量子コンピューターとして機能するかどうか疑問に思っている人もいる。
補遺：（2013年7月1日）
この記事で引用されているOrch ORモデルの批判に応えて、Stuart Hameroffはいくつかの証拠を提供しています。脳は量子計算には暖かすぎるという異議に応えて、ハメロフは、日本の筑波にある物質科学研究所（NIMS）のアニルバンバンディオパディイが率いる2013年の研究を引用しました。特定の共振周波数で」とハメルオフ氏は言う。
微小管は（無意識の）植物細胞にも見られるという批判に応えて、ハメロフ氏は、植物には微小管が少数しかなく、おそらく意識に必要な閾値に達するには少なすぎると述べた。しかし彼はまた、シカゴ大学のグレゴリーエンゲルと同僚が植物の光合成における量子効果を観察したことにも言及しました。 「もしトマトやルタバガが暖かい温度で量子コヒーレンスを利用できるなら、なぜ私たちの脳はできないのですか？」ハメロフは言った。
彼の理論の証拠の欠如に対する一般的な異議に応えて、ハメロフはペンシルベニア大学のロッドエッケンホフを導いた2013年の研究を引用し、麻酔薬-意識的な脳活動のみを停止する-が微小管を介して作用することを示唆しました。
これらの研究は、Orch ORモデルをある程度サポートします。しかし、すべての科学的仮説と同様に、科学コミュニティの間で広く受け入れられるためには、モデルが重要な証拠を蓄積する必要があります。
