Ученые Шанхайского университета обнаружили, что внутри миелиновой оболочки, покрывающей нервные волокна, могут генерироваться запутанные фотоны, что потенциально объясняет быструю коммуникацию между нейронами и формирование сознания. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review E.
Физики предположили, что запутанные фотоны могут быть ответственны за синхронизацию нейронов, необходимую для высшей когнитивной деятельности и других мозговых функций. Эта гипотеза объясняет, как возможна столь быстрая передача сигналов, несмотря на то, что скорость распространения сигналов по аксонам ниже скорости звука.
Исследователи смоделировали идеальный цилиндр, окруженный миелином, предполагая, что внешняя стенка миелиновой оболочки представляет собой идеально цилиндрическую проводящую стенку. Затем к этому теоретическому объекту была применена квантовая электрогидродинамика полости, что позволило получить волновую функцию для системы двух фотонов, взаимодействующих с веществом внутри полости.
Проводящая стенка миелиновой оболочки ограничивает электромагнитные волновые моды, делая цилиндр электромагнитной полостью, удерживающей большую часть своей энергии внутри себя. В результате внутри миелиновой полости могут быстро возникать сильно запутанные фотоны.
Такой результат предполагает возможность возникновения запутанности вдоль каналов ионов калия в нейроне, что потенциально позволяет взаимодействовать различным участкам нейронной сети на расстоянии. Это может объяснить, как в мозге достигается высокая скорость передачи сигналов и синхронизации, необходимая для сознания и других сложных процессов.