[논문 리뷰] 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|1999. 06. 02.

Biofield Effects and Biophysics인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 뉴런 내 얽힌 집단 상태가 행동전위 입력에 의해 영향을 받고 '가장 강한 자가 생존' 상호작용을 통해 선택되는 비국소적 양자 진동을 겪는 양자 신경망 모델을 제안한다. 이러한 진동은 조화적, m-진수 또는 분수적 주기성을 띠며, 역사에 의존하지 않는 동적 현존 기억 공간을 생성한다. 이는 양자 얽힘을 통한 뉴런 집단의 양자 협동이 의식, 연상 기억 및 창의성의 메커니즘을 제공할 수 있음을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 신경망 내 얽힌 집단 상태의 비국소적 진동 기반으로 의식을 위한 양자 메커니즘을 제안하는 것.
• 고전적 행동전위가 단일 뉴런 내 양자 계산과 어떻게 상호작용할 수 있는지, 스핀-단일 상태 진동을 통해 설명하는 것.
• 역사적 구축 과정과는 독립된 현존 기억 공간의 기원을 신경망 내 선택적 결합을 통해 모델링하는 것.
• 높은 인지 기능과 관련된 단일 뉴런 내 양자 협동의 물리적 기반을 제안하는 것.
• 신호의 기능적 통합을 위해 양자 역학적 다이내믹스와 다윈주의적 선택 원리를 통합하는 것.

제안 방법

• 양자 계산 프레임워크를 활용해 고전적 행동전위 입력에 적응한 스핀-단일 상태 양자 진동을 적용하는 것.
• '가장 강한 자가 생존' 원리를 적용해 안정적인 뉴런 결합을 선택하고, 이를 통해 단일 주기 진동을 유지하는 것.
• 결과적으로 발생하는 집단 역학을 조화적, m-진수 또는 분수적 주기성을 띠는 복잡한 궤도로 모델링하는 것.
• 신호 입력의 점진적 통합을 통해 역사에 기반하지 않는 일관된 현존 기억 공간을 생성하는 메커니즘을 제안하는 것.
• 단일 뉴런 내에서 양자 협동을 생성하고 유지하는 물리적 모델을 제안하는 것.
• 신경생물학적 신호 전달 방식과 양자 공식을 조율하기 위해 양자 진동을 뉴런의 스파이크 입력에 맞게 조정하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고전적 신경 신호(행동전위)는 어떻게 비국소적 양자 진동 프레임워크 내에서 뉴럴 네트워크에 통합될 수 있는가?
• RQ2 다윈주의적 과정을 통해 양자 뉴럴 집단 내에서 안정적이고 일관된 뉴런 결합 패턴이 선택되는 메커니즘은 무엇인가?
• RQ3 얽힌 상태의 비국소적 진동은 과거의 구축 과정과 독립된 현존 기억 공간을 어떻게 생성하는가?
• RQ4 단일 뉴런 내 양자 협동은 창의성과 의식과 같은 높은 인지 기능을 뒷받침하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 조화적, m-진수 또는 분수적 주기성을 띠는 단일 주기 진동은 뉴럴 네트워크의 기능적 다이내믹스에 어떻게 기여하는가?

주요 결과

• 모델은 행동전위 입력이 스핀-단일 상태 진동 조정을 통해 양자 계산 프레임워크에 통합될 수 있음을 입증한다.
• '가장 강한 자가 생존' 원리에 의한 뉴런 결합 선택은 복잡한 주기성을 띠는 안정적이고 단일 주기 진동의 기원을 이끈다.
• 점진적인 신호 통합은 역사에 기반하지 않는 동적 현존 기억 공간을 생성하며, 이는 구축 순서와는 분리된다.
• 이 프레임워크는 단일 뉴런 내에서 양자 협동을 유지하는 타당한 메커니즘을 제안하여, 뉴런 계산에서의 그 역할을 뒷받침한다.
• 얽힌 집단 상태의 비국소적 양자 진동은 연상 기억과 창의적 사고의 이론적 기반을 제공한다.
• 수정된 버전은 뇌 내 양자 효과에 관한 최근 연구를 반영하여, 모델의 신경과학적 관련성을 강화한다.