[論文レビュー] Quantum Physics in Neuroscience and Psychology: A New Theory With Respect to Mind/Brain Interaction

Jeffrey M. Schwartz, Henry P. Stapp+1 more|ArXiv.org|Jan 14, 2004

Quantum Mechanics and Applications参考文献 34被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、量子物理学を神経科学および心理学に統合する画期的な理論的枠組みを提唱し、特に量子測定という量子効果が、意図的な精神的努力が脳機能に与える影響を説明できると主張している。著者らは、意識を量子理論的モデル内での非物質的で観測者に類似した能動的主体として再解釈することで、心と脳の相互作用を因果的に整合的なメカニズムとして提示し、努力や自己認識といった心理的現象を神経生物学的データと調和させている。

ABSTRACT

The cognitive frame in which most neuropsychological research on the neural basis of behavior is conducted contains the assumption that brain mechanisms per se fully suffice to explain all psychologically described phenomena. This assumption stems from the idea that the brain is made up entirely of material particles and fields, and that all causal mechanisms must therefore be formulated solely in terms of properties of these elements. One consequence of this stance is that psychological terms having intrinsic mentalistic and/or experiential content (terms such as "feeling," "knowing," and "effort") have not been included as primary causal factors in neuropsychological research: insofar as properties are not described in material terms they are deemed irrelevant to the causal mechanisms underlying brain function. However, the origin of this demand that experiential realities be excluded from the causal base is a theory of nature that has been known for more that three quarters of a century to be fundamentally incorrect. It is explained here why it is consequently scientifically unwarranted to assume that material factors alone can in principle explain all causal mechanisms relevant to neuroscience. More importantly, it is explained how a key quantum effect can be introduced into brain dynamics in a simple and practical way that provides a rationally coherent, causally formulated, physics-based way of understanding and using the psychological and physical data derived from the growing set of studies of the capacity of directed attention and mental effort to systematically alter brain function.

研究の動機と目的

• 神経科学における支配的である物質主義的仮定、すなわち心理的現象を説明できるのは物質的脳機能に限るとの前提に挑戦すること。
• 臨床的・心理的モデルから『感じること』『知ること』『努力すること』といった経験的用語が除外されていることの科学的根拠の欠如を是正すること。
• 神経心理学の因果モデルから経験的用語を除外する古典的物理的枠組みが、量子理論の発展を踏まえると科学的に陳腐化していることを示すこと。
• 精神的努力が脳動態に因果的に影響を与える可能性を示す、量子測定に基づく物理的根拠に基づいた実現可能なメカニズムを提唱すること。
• 合理的に整合的で、実証的根拠を有する理論を提供し、心理的経験を神経生物学的機能と統合すること。

提案手法

• フォン・ノイマン＝ディラックの量子力学の定式化に基づく量子理論的枠組みを採用し、特に波動関数の収束における観測の役割を焦点とする。
• 精神的努力を、微小小胞体やニューロンネットワーク内の量子イベントに影響を与える『量子観測者』としての非局所的・非物質的能動的主体としてモデル化する。
• 神経可塑性や注意関連脳変化に関する神経科学的データを、量子理論的知見を反映した因果モデルに統合する。
• 『量子ポテンシャル』または『文脈的選択』の概念を用いて、精神状態が物理法則に反しない形で脳再編成を誘導できる仕組みを説明する。
• 意識的注意が神経系内の特定の量子状態を選択し、シナプス効率に測定可能な変化を引き起こす因果メカニズムを定式化する。
• マインドフルネス、認知行動療法、神経可塑性に関する臨床的および実験的知見を理論で説明し、観察された脳の変化と整合的であることを示す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 脳内における量子測定プロセスは、意図的な精神的努力が神経機能に与える影響を因果的に説明できるメカニズムを提供できるか？
• RQ2 なぜ『努力』や『知ること』といった経験的用語が神経心理学的モデルから除外されてきたのか、それが科学的に妥当でなくなったのか？
• RQ3 非物質的である精神的主体を、物理的保存則に反しない形で物理的モデルとして脳機能に統合できるか？
• RQ4 量子コherenceやもつれが、精神状態が神経動態に影響を与えるのを可能にする役割を果たすのか？
• RQ5 量子理論を用いることで、主観的意識体験と客観的神経生物学的データの両者を調和的に説明できるか？

主な発見

• 脳内で因果的に関与できる要因は物質的要因に限るという古典的物理的仮定は、科学的に誤りであり、量子理論的枠組みに基づくものであるが、現在では根本的に誤りであると判明している。
• 観測者に類似した選択を伴う量子測定プロセスは、精神的努力が神経動態に影響を与える因果的メカニズムとして機能しうる。
• この理論は、認知療法やマインドフルネスの実践で観察される神経可塑性の変化を整合的に説明でき、精神的努力と脳の構造的変化を結びつける。
• 『感じること』や『知ること』といった経験的用語は、副産物的要因ではなく、量子測定を介して脳機能における能動的因果的要因として統合可能である。
• 神経画像法や行動研究からの実証的データと整合的であり、持続的な注意や精神的努力が脳ネットワークの測定可能な再編成を引き起こすことが示されている。
• この枠組みは、純粋物質主義的モデルの代替として物理的根拠を持つものであり、主観的経験の現実性を保ちつつ、量子力学と調和している。