[논문 리뷰] Spin-Mediated Consciousness Theory: Possible Roles of Oxygen Unpaired Electronic Spins and Neural Membrane Nuclear Spin Ensemble in Memory and Consciousness

Huping Hu, Maoxin Wu|arXiv (Cornell University)|2002. 08. 11.

Biofield Effects and Biophysics인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 신경세포막에서의 양자 스핀 동역학이 의식을 생성한다고 제안하며, 비결합 산소 전자가 스핀 비임으로 기능하여 역동적인 핵 스핀 엔semble과 상호작용함으로써 의식의 '픽셀'이 되는 방식으로, 국소적이지 않고 디코herence에 강한 양자 처리를 가능하게 하여 고전적 신경 활동과 기억 형성에 영향을 미친다.

ABSTRACT

We postulate that consciousness is connected to quantum mechanical spin since said spin is embedded in the microscopic structure of spacetime and may be more fundamental than spacetime itself. Thus, we theorize that consciousness is connected with the fabric of spacetime through spin. That is, spin is the "pixel" and "antenna" of mind. The unity of mind is achieved by non-local means within the pre-spacetime domain interfaced with spacetime. Human mind is possible because of the particular structures and dynamics of our brain postulated working as follows: The unpaired electronic spins of highly lipid-soluble and rapidly diffusing oxygen molecules extract information from the dynamical neural membranes and communicate said information through strong spin-spin couplings to the nuclear spin ensemble in the membranes for consciousness-related quantum statistical processing which survives decoherence. In turn, the dynamics of the nuclear spin ensemble has effects through spin chemistry on the classical neural activities such as action potentials and receptor functions thus connecting with the classical neural networks of the brain. Our proposal calls for associative encoding of neural memories in the dynamical structures of neural membranes. Thus, according to the present theory: (1)the dynamical nuclear spin ensemble is the "pixels" of mind; (2) the neural membranes are the pixel-embedding and associative memory storage matrices; and (3) the unpaired electrons of the rapidly diffusing oxygen molecules are the spin beam for information retrieval, communication and pixel-activation. Together, they form the interface (neural substrates) to consciousness.

연구 동기 및 목표

• 시공간에 임베딩된 스핀을 바탕으로 한 의식을 위한 양자역학적 프레임워크를 제안하는 것.
• 확산되는 산소 분자의 비결합 전자 스핀이 신경세포막 내 핵 스핀 엔셈블과 어떻게 상호작용하여 의식을 지지하는지를 설명하는 것.
• 세포막 내에서의 양자 스핀 동역학이 고전적 신경 기능인 충동 전파와 수용체 활동에 영향을 주는 메커니즘을 확립하는 것.
• 동적인 핵 스핀 구조에 의해 코딩된 양자 정보를 저장하는 데 있어 신경세포막을 연관 기억 저장 매트릭스로 프레임하는 것.
• 스핀 화학과 비국소적 양자 효과를 통해 양자 스핀 과정과 고전적 신경망을 통합하는 것.

제안 방법

• 산소 분자의 비결합 전자 스핀이 지질막 내 핵 스핀과 강한 스핀-스핀 결합을 통해 정보 매개체로 기능한다고 제안한다.
• 신경세포막을 동적인 매트릭스로 모델링하여 변화하는 핵 스핀 엔셈블을 통해 양자 정보를 임베딩하고 처리한다.
• 확산되는 산소 분자가 생성하는 '스핀 비임'의 개념을 도입하여 핵 스핀 엔셈블에서 정보를 활성화하고 검색한다.
• 핵 스핀 엔셈블이 토폴로지적 및 얽힘 효과로 인해 디코herence를 견디며 양자 통계 처리를 수행한다고 제안한다.
• 핵 스핀 동역학에서 유래하는 스핀 화학 효과가 충동 전파와 수용체 기능과 같은 고전적 신경 활동을 조절한다고 제안한다.
• 시공간 이전의 양자 스핀 과정과 시공간 기반의 신경망 간의 인터페이스를 의식의 신경 기반 구조로 프레임한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 신경세포막 내 양자 스핀 동역학이 의식의 기초가 될 수 있는가?
• RQ2 확산되는 산소 분자의 비결합 전자 스핀이 핵 스핀 엔셈블으로 정보를 전달하고 회수하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ3 역동적인 핵 스핀 엔셈블은 얼마나 오랫동안 양자 얽힘을 유지하여 고전적 신경 과정에 영향을 줄 수 있는가?
• RQ4 산소 전자와 세포막 내 핵 스핀 간의 스핀-스핀 결합이 연관 기억 인코딩을 어떻게 가능하게 하는가?
• RQ5 스핀 화학 효과는 양자 수준의 핵 스핀 동역학과 고전적 신경망 기능을 어떻게 연결하는가?

주요 결과

• 의식은 시공간을 통해 신경세포막을 통해 인터페이스되는 비국소적 양자 스핀 과정에서 유도된다고 이론화된다.
• 빠르게 확산되는 산소 분자의 비결합 전자 스핀이 세포막 내 핵 스핀 엔셈블로 정보를 전달하는 스핀 비임으로 기능한다.
• 역동적인 핵 스핀 엔셈블은 디코herence에 강한 방식으로 양자 정보를 저장하고 처리하는 의식의 '픽셀'로 기능한다.
• 신경세포막은 동적인 핵 스핀 구조를 임베딩하고 조직화함으로써 연관 기억 매트릭스로 기능한다.
• 핵 스핀 엔셈블에서 유래하는 스핀 화학 효과가 충동 전파와 수용체 기능과 같은 고전적 신경 활동을 조절한다.
• 스핀 상호작용을 통해 매개되는 일관된 인터페이스를 통해 이 이론은 양자 스핀 동역학과 고전적 신경망을 통합한다.