[論文レビュー] Conscious Pulse II: The rules of engagement

Richard A. Mould|arXiv (Cornell University)|Jul 29, 2002

Quantum Mechanics and Applications参考文献 4被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、痛みの意識を量子力学的モデルとして提案する。内因性の脳状態の重ね合わせ—遷移性エンドルフィン分子における量子不確定性が引き起こすもの—が、確率的選択によって『意識のパulses』を生じる。主な貢献はルール5であり、痛みの意識が生理的ダイナミクスにどのように異なる影響を及えるかを形式化し、『並列原理』を検証する。痛みの意識パulsesは非痛み状態に向かってずれるが、非痛みパulsesは中立のままであることを示している。

ABSTRACT

This is the final paper in a series that considers the rules of engagement between conscious states and physiological states. In this paper, we imagine that an endogenous quantum mechanical superposition is created by a classical stimulus, and that this leads to a `physiological pulse' of states that are in superposition with one another. This pulse is correlated with a `conscious pulse' of the kind discussed in a previous paper (Conscious Pulse I). We then add a rule (5) to the four rules previously given. This rule addresses the effect of `pain' consciousness on both of these pulses, and in doing so, it validates the "Parallel Principle" applied to pain. Key words: Brain states, consciousness, conscious observer, macroscopic superposition, measurement, state reduction, state collapse, von Neumann.

研究の動機と目的

• 痛みの文脈において、生理的重ね合わせと意識状態の関係を形式化し、以前の意識の量子モデルを拡張すること。
• 以前のモデルに欠落していたリンクを埋めるために、痛みの意識が生理的および意識的パulsesにどのように影響を与えるかを規定するルールを導入すること。
• 痛みの意識が生理的状態に方向的漂流を引き起こすのを示すことで『並列原理』を検証すること。非痛み状態では、そのような漂流は生じない。
• エンドルフィン分子における量子不確定性が、オピオイド受容体刺激の巨視的かつ局所的に不揃いな重ね合わせを生じさせ、準備状態の脳状態が容易に出現できることをモデル化すること。

提案手法

• 古典的痛み刺激（Sₚ）が生理的反応（Rᵤ）の分布を誘発し、それぞれが準備状態の脳状態（Bᵤ）に対応することをモデル化し、内因性重ね合わせ ΣRᵤBᵤ を形成する。
• 量子確率的選択（ルール3a）を適用し、時刻 tₛc において重ね合わせが単一の選択された準備状態 Bₛc に崩壊し、その後 {B̲ₛc} として意識パulsesに進化する。
• 痛みの意識による差別の的影響を記述するルール5を導入する。痛み状態から生じる意識パulses（図3の左）は非痛み状態（右）に向かってずれるが、非痛みパulsesは静止したままである。
• 環境デコherenceを用いて、受容体状態の重ね合わせにおける局所的不揃いを正当化し、空間的に分離された波動関数の成分間の干渉を防ぐ。
• ハイゼンベルクの不確定性原理を適用し、種子分子の速度不確定性（Δv = 0.6 mm/s）と変位（0.1秒間で L ≈ 60 μm）を推定する。これにより、複数の受容体を同時にカバーできることが示される。
• 環境変数（液体、イオンなど）をトレースすることで、分子系の密度行列が『不適切な』混合状態であることを示し、局所的不揃いが確認される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 古典的痛み刺激が脳内の生理的状態の量子重ね合わせをどのように引き起こすか。
• RQ2 単一の確率的選択された脳状態がどのように意識パulsesに進化するかのメカニズムは何か。
• RQ3 痛みの意識は、非痛み状態と比較して、生理的状態のダイナミクスにどのように異なる影響を及えるか。
• RQ4 導入されたルール5が、痛みの文脈における『並列原理』をどのように検証するか。
• RQ5 環境デコherenceは、巨視的受容体状態の重ね合わせが不揃いで、干渉しないように保つために果たす役割は何か。

主な発見

• 古典的痛み刺激 Sₚ が、それぞれが準備状態の脳状態 Bᵤ に対応する生理的反応 Rᵤ の分布を誘発し、内因性重ね合わせ ΣRᵤBᵤ を形成する。
• 時刻 tₛc における確率的選択により、重ね合わせが単一の選択状態 Bₛc に崩壊し、その後ルール3aに従い {B̲ₛc} として意識パulsesに進化する。
• ルール5により方向的漂流が導入される。痛み状態から生じる意識パulses（図3の左）は非痛み状態（右）に向かってずれるが、非痛みパulsesは静止したままである。
• 量子不確定性（Δv = 0.6 mm/s）による種子分子（例：エンドルフィン）の変位が、0.1秒間で L ≈ 60 μm に達し、巨視的スケールの広がりを示す。これにより、複数の遠く離れた受容体が同時に刺激される。
• 環境デコherenceにより、受容体状態の重ね合わせが局所的に不揃いとなり、干渉を防ぎ、モデルの物理的妥当性が裏付けられる。
• 痛み刺激と非痛み刺激が等確率である場合、どちらから意識的に経験されるパulsesが生じる確率も等しくなるが、方向的漂流を示すのは痛みパulsesに限られる。