[論文レビュー] Non-local quantum evolution of entangled ensemble states in neural nets and its significance for brain function and a theory of consciousness

Erhard Bieberich|ArXiv.org|Jun 2, 1999

Biofield Effects and Biophysics被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、神経細胞内のエンタングルド集合状態が、アクションポテンシャルの入力と「生き残りの法則」による選択を介して非局所的量子発展を受ける、量子的ニューラルネットワークモデルを提案する。その結果生じる位相ロックされた振動は、調和的、m進的、またはフラクタル的周期性を示し、歴史に依存しない動的な現在記憶空間を生成する。これは、神経集合における量子コherenceを通じて意識、連想的記憶、創造性を説明するメカニズムを示唆する。

ABSTRACT

Current quantum theories of consciousness suggest a configuration space of an entangled ensemble state as global work space for conscious experience. This study will describe a procedure for adjustment of the singlet evolution of a quantum computation to a classical signal input by action potentials. The computational output of an entangled state in a single neuron will be selected in a network environment by "survival of the fittest" coupling with other neurons. Darwinian evolution of this coupling will result in a binding of action potentials to a convoluted orbit of phase-locked oscillations with harmonic, m-adic, or fractal periodicity. Progressive integration of signal inputs will evolve a present memory space independent from the history of construction. Implications for mental processes, e.g., associative memory, creativity, and consciousness will be discussed. A model for the generation of quantum coherence in a single neuron will be suggested.

研究の動機と目的

• 神経ネットワーク内のエンタングルド集合状態の非局所的発展に基づく、意識のための量子メカニズムを提案すること。
• 古典的アクションポテンシャルが単一の神経細胞における量子計算とどのようにインターフェースするかを説明すること。
• 神経ネットワークにおける選択的結合を通じて、歴史的構築に依存しない現在記憶空間の出現をモデル化すること。
• 高次認知機能に関連する、単一神経細胞における量子コherenceの物理的基盤を提示すること。
• 量子ダイナミクスと神経結合のダーウィニスム的選択を統合し、信号の機能的統合を実現すること。

提案手法

• 量子計算フレームワークを用いて、古典的アクションポテンシャル入力に適合したスイングル状態の量子発展を適応する。
• 「生き残りの法則」の原則を適用し、位相ロックされた振動を維持する安定した神経結合を選択する。
• 得られた集団的ダイナミクスを、調和的、m進的、またはフラクタル的周期性を持つ複雑な軌道としてモデル化する。
• 信号入力の段階的統合が、歴史的でない一貫性のある現在記憶空間に進化するメカニズムを提示する。
• 個々の神経細胞における量子コherenceの生成と維持の物理的モデルを提唱する。
• 量子形式主義と神経生物学的シグナリングを調和させるために、量子発展を神経スパイク入力に適合させる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 古典的神経シグナル（アクションポテンシャル）は、神経ネットワークにおける非局所的量子発展フレームワークにどのように統合可能か？
• RQ2 ダーウィニスム的プロセスによって、安定的かつ一貫性のある神経結合パターンがどのように選択可能か？
• RQ3 エンタングルド状態の非局所的発展が、過去の構築に依存しない現在記憶空間をどのように生じさせるか？
• RQ4 単一神経細胞における量子コherenceが、創造性や意識といった高次認知機能を支援する役割を果たすメカニズムは何か？
• RQ5 調和的、m進的、またはフラクタル的周期性を持つ位相ロックされた振動が、神経ネットワークの機能的ダイナミクスにどのように寄与するか？

主な発見

• モデルは、スイングル状態発展の調整によって、アクションポテンシャル入力が量子計算フレームワークに統合可能であることを示した。
• 「生き残りの法則」による神経結合の選択が、複雑な周期性を示す安定した位相ロック振動の出現をもたらした。
• 段階的な信号統合は、歴史的構築の順序とは切り離された、動的で非歴史的な現在記憶空間を生成した。
• このフレームワークは、単一神経細胞における量子コherenceの妥当なメカニズムを示唆し、神経計算におけるその役割を支持する。
• エンタングルド集合状態の非局所的量子発展は、連想的記憶と創造的思考の理論的基盤を提供する。
• 改訂版では、脳における量子効果に関する最近の研究に言及した参考文献が更新され、モデルの神経科学的関連性が強化された。