[論文レビュー] 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)|Aug 11, 2002

Biofield Effects and Biophysics被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、神経膜内の量子スピンダイナミクスが意識を生じると提案している。未対電子を有する酸素分子がスピンビームとして機能し、動的核スピン系とインターフェースを形成する。この核スピン系は『心のピクセル』として機能し、量子処理を非局所的かつデコherenceに強く行い、スピン化学的相互作用を通じて古典的神経活動や記憶形成に影響を与える。

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.

研究の動機と目的

• 時空に埋め込まれたスピンを根拠とする量子力学的意識フレームワークを提唱すること。
• 拡散する酸素分子の未対電子スピンが神経膜内の核スピン系とどのようにインターフェースし、意識を支えるかを説明すること。
• 膜内での量子スピンダイナミクスが、アクションポテンシャルや受容体機能といった古典的神経機能にどのように影響を与えるかのメカニズムを確立すること。
• 動的核スピン構造にエンコードされた量子情報を埋め込み、組織化することで、神経膜を量子情報の関連記憶格納マトリクスとして位置づけること。
• スピン化学的相互作用と非局所的量子効果を通じて、量子スピンプロセスと古典的神経ネットワークを統合すること。

提案手法

• 酸素分子の未対電子スピンが、リピッド膜内の核スピンと強いスピンスピン結合を介して情報キャリアとして機能すると提唱する。
• 神経膜を、進化する核スピン系を通じて量子情報を埋め込み・処理する動的マトリクスとしてモデル化する。
• 拡散する酸素分子による「スピンビーム」の概念を導入し、核スピン系への情報の活性化および検索を可能にする。
• 核スピン系がトポロジー的およびもつれ効果のおかげでデコherenceに強く、量子統計処理を実行するとする。
• 核スピンダイナミクスに起因するスピン化学的効果が、アクションポテンシャルや受容体機能といった古典的神経活動を調整するとする。
• 時空に依存しない量子スピンプロセスと時空に基づく神経ネットワークとのインターフェースを、意識の神経基質として位置づける。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 神経膜内の量子スピンダイナミクスがどのように意識の基盤となるのか。
• RQ2 酸素分子の未対電子スピンが核スピン系への情報の取得・伝達に果たす役割は何か。
• RQ3 動的核スピン系が、古典的神経プロセスに影響を与えるのに十分な長さで量子コherenctを維持する仕組みは何か。
• RQ4 酸素電子と膜内核スピンとのスピンスピン結合が、関連記憶エンコードにどのように寄与するか。
• RQ5 スピン化学的効果が、核スピンダイナミクスの量子レベルの挙動と古典的神経ネットワーク機能とをどのように結びつけるか。

主な発見

• 意識は、時空に接続される神経膜を通じて、非局所的量子スピンプロセスから生じると理論化されている。
• 急速に拡散する酸素分子の未対電子スピンが、膜内核スピン系への情報伝達のためのスピンビームとして機能する。
• 動的核スピン系は『心のピクセル』として機能し、デコherenceに強く、量子情報を記憶・処理する。
• 神経膜は、動的核スピン構造を埋め込み・組織化することで、関連記憶マトリクスとして機能する。
• 核スピン系のスピン化学的効果が、アクションポテンシャルや受容体機能といった古典的神経活動を調整する。
• スピン相互作用によって媒介される一貫性のあるインターフェースを通じて、量子スピンダイナミクスと古典的神経ネットワークが統合される。