Этот обзор является желанием изложить в доступной форме результаты, опубликованные в журнале Modern Physics Letters B, v. 30, No. 28, (2016), https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/S0217984916503292, а также попыткой заглянуть немного дальше - за горизонт. Статья имеет довольно провокационный заголовок "Квантовое сознание в теплом, влажном, шумящем мозге". Вопрос можно поставить ребром - как мозг, представляющий собой влажную, теплую массу жирной субстанции, в режиме шумящей электрической активности огромного множества нейронов, как он может воспринимать сверхслабые эманации из мира, находящегося по ту сторону нашего материального бытия? Не следует понимать, что по ту сторону нашего бытия может простираться какой-то нематериальный мир. Скорее всего этот мир может представлять собой сверхтекучую квантовую субстанцию (эфир), всюду плотно заполняющую наше 4-х мерное пространство-время. Образно его можно представить как некий безбрежный океан Солярис, составляющей почти до 95% всей, недоступной прямому измерению, материи (темной материи и энергии). Остаток ~5% - это барионная материя, та самая материя из чего состоит весь наблюдаемым мир, в том числе и наши тела. Так вот, вопрос можно переиначить следующим образом - какие формы могут существовать в этом безбрежном океане, и каким образом наш мозг может воспринимать их? Казалось бы, данный вопрос лишен смысла, если бы не тот факт, что множество людей с экстрасенсорной чувствительностью регулярно свидетельствуют о своем взаимодействии с этим миром.
Вводная часть
Самое удивительное в загадке мозга, пожалуй, является его пластичность и способность сохранять свои жизненно важные функции при обширных повреждениях его тканей. Среди наиболее впечатляющих примеров в медицинской практике известен пациент с почти полным отсутствием мозговой ткани в черепной коробке. Вместо этого она была почти полностью заполнена церебральной жидкостью, рис. 2, - можно сказать солоноватой водой первобытного океана. Только ближе к стенкам черепа наблюдались зачатки нервной ткани, которые никак не тянули на вполне зрелый мозг, способный решать сложные жизненные задачи.
Тем не менее пациент, которому к моменту исследования его мозга было около 44 лет, имел двоих детей, состоял на службе рядовым клерком и вполне справлялся со своими задачами. В частности, его IQ ( коэффициент интеллекта) составлял порядка 75. Малый, но вполне достаточный, чтобы быть вписанным в социум как нормальный индивид. Единственное только что его досаждало - это частые головные боли, вызванные давлением жидкости на ткани мозга.
Как может человек, с нарушенной организацией мозга в значительной его части, нормально воспринимать окружающую действительность? По сути, у него почти вся область черепной коробки заполнена церебральной жидкостью. И только хиленькие аксон-коллатеральные и дендритные отростки нейронов окунаются в эту жидкость. Ниже, для сравнения, на рисунке 3 показана истинная картина расположения желудочков в здоровом мозге.
Церебральную жидкость, омывающая нервные ткани мозга - это слегка солоноватая вода, содержащая в себе кроме ионов калия, натрия, хлора, участвующих в работе мембранных каналов, массу других минеральных солей. Заметим, что человеческий организм включает в свой состав до 75% воды, рис. 4. У новорожденного этот процент доходит до 95.
Вода - это жизнь. Формула воды Н2О - два иона водорода, объединенные вокруг одной молекулы кислорода. Но это только на первый взгляд все очень просто. Эти молекулы объединяются между собой, с образованием сложных молекулярных кластеров, связи в которых не постоянны - они, время от времени, рвутся, чтобы образовать новые связи. Кластеры - это подвижные структуры, вечно меняющие свой облик. Выражаясь словами Чарльза Шеррингтона, великого английского нейрофизиолога конца 19-го века, водный кластер никогда не одинаков, но всегда полон значения.
Вода является самым удивительным растворителем на Земле. По сути, Землю следовало бы назвать планетой воды, поскольку 71% земной поверхности покрыто этой волшебной жидкостью. Полагают, что именно в недрах ее зародилась жизнь. По крайней мере, в ней жизнь приняла вид, приемлемый для комфортного существования на планете Земля - третьей планете, удаленной от Солнца. Уже затем жизнь покинула свою первую обитель, выбравшись на сушу. При этом заметим, сухопутные организмы продолжают пребывать в той водной среде, которая имеет состав того первобытного океана, в котором жизнь оттачивала свое совершенство.
В связи с тем, что вода является прародительницей жизни на Земле, существует стойкое предположение, что вода может быть гигантским хранилищем памяти. Мы не будем оспаривать это предположение, но обратимся к рисунку ниже, условно показывающему человека разумного .
Человек - венец природы.
На рисунке 6 показана условная схема нервной организации человека разумного, разбитая на три уровня. Эти уровни вложены друг в друга по принципу матрешки. Внешний уровень (a) это водный бассейн, поддерживаемый при температуре 36.6 градусов Цельсия (примерно 310 градусов Кельвина в научных единицах). Мозг человека, в нашей условной интерпретации это водный бассейн, который содержит до 75% воды. Вода является самым распространенным растворителем на планете и при этом считается аномальным веществом в жидком состоянии. Тепловые флуктуации вызывают разрывы водородных связей, результатом чего является наличие в воде протонных дефектов - свободных ионов водорода, которые могут путешествовать какое-то время между молекулами воды. Транспорт иона водорода в воде известен как механизм Гротгуса. Впервые был предсказан и описан немецким химиком Теодором фон Гротгусом в 1806 году, предложившим теорию, объясняющую аномальную электропроводность воды. Диаграммы, иллюстрирующие работу механизма Гротгуса и показанные на рисунке чередой розовых стрелок, будут интерпретированы более детально, когда коснемся описания быстрого сна - уникального явления, при котором человек получает шанс соприкоснуться с иной реальностью.
Продолжим детальный разбор рисунка 6, где показаны блоки (b) и (с), погруженные в блок (a). Блок (b) включает массу нервно-глиальных тканей, упакованных внутри черепной коробки весьма своеобразным способом, см. Рис. 3. Здесь разные области имеют вполне определенную специализацию, обусловленную эволюционной адаптацией к среде обитания подавляющего большинства хордовых, к которым, в частности, принадлежит и человек - венец природы, мля.
В основании черепа желтым цветом выделен черенок - спинной мозг, который, через продолговатый мозг, соприкасается с лимбической системой, с гипоталамусом, который управляет эмоциями и влечениями, а также отвечает за поддержание температуры тела и водно-солевого равновесия в крови. Выше гипоталамуса располагаются желудочки мозга, которые накрываются мозолистым телом, рис. 7, - плотный жгут нервных волокон, обеспечивающих связь левого и правого полушарий головного мозга. Ну а совсем сверху простирается кора головного мозга.
Кстати, коль скоро было упомянуто мозолистое тело, обеспечивающее обоюдную связь левого и правого полушарий, то имеет смысл упомянуть о случаях рассечения этой связи. Хирурги идут на подобную операцию в том случае, когда в одном из полушарий возник стойкий эпилептический очаг. При эпилептическом припадке ее судороги захватывают весь организм больного. Мозолистое тело, см. рис. 7, выполняет роль моста, по которому судороги прямо поступают в здоровое полушарие, тем самым поражая и его. Вот почему хирурги идут на такие крайние меры, как рассечение мозолистого тела. Эта операция позволила дать возможность нейрофизиологам детально наблюдать поведение людей с рассеченными полушариями. Была подмечена их явная асимметричная специализация. Левополушарный человек - это логическая машина, если угодно "автомат Тьюрига", способный строго, по заученным алгоритмам, в срок выполнять заданные уроки. В свою очередь, правополушарный не умеет говорить, не владеет счетом, но обладает способностью схватывать ситуацию целиком, не расчленяя ее по кадрам. Типичным представителем может быть человек дождя из одноименного фильма. Это - гений, не способный осознать глубину своей гениальности и правильно ей распорядиться.
Итак, в коре головного мозга осмысливаются команды, а затем по аксон-коллатеральным путям проецируются на те части тела, для регуляции которых они сформированы. Такие плотные аксон-коллатеральные жгуты от пирамидальных нейронов головного мозга проходят вдоль спинного мозга к эффекторам и рецепторам, расположенными на теле человека - руки, ноги, желудок, легкие и т.д. На рисунке 6 (условный хомо сапиенс) эти рецепторные и эффекторные механизмы изображены темно синими стрелками с двухсторонними концами, условно показывающими потоки нервных импульсов от мозга к рецепторам и от эффекторов к мозгу. Вся эта информация, будучи закодированной в потоках нервных импульсов, далее разносится по всему мозгу и подвергается тщательной фильтрации с последующей обработкой, обусловленной прошлым опытом индивида.
В этой первичной фильтрации и обработке информации главная роль отведена гиппокампу. Две симметричные доли гиппокама расположена в височных областях мозга. На рис. 8 гиппокамп выделен красным цветом. Он охватывает с двух сторон ствол мозга, примыкающий к мозолистому телу, см. рис. 7, в затылочной области. Такая симметричная организация намекает на то, что гиппокамп является своеобразным интерферометром волновых процессов мозговой активности. По наблюдениям физиологов, в гиппокампе присутствуют два вида волновых процессов - тета-ритм (диапазон частот порядка от 4 - 8 Гц в норме) и на фоне этих медленных колебаний проявляются всплески нерегулярной активности, которые чередуются паузами молчания с повышенными всплесками. Сам по себе тета-режим проявляется в состоянии активного бодрствования и в режиме быстрого сна, при котором частота может понижаться до 2 Гц (стадия глубокого сна). Режимы сна представляют наиболее загадочные явления. Их мы обсудим отдельно ниже.
Здесь имеет смысл сказать несколько слов о гиппокампе, как об интерферометре. Две доли гиппокампа (рис. 8) выполняют роль своеобразных плеч интерферометра, которые касаются своими концами мозолистого тела (рис. 7). В передней височной области гиппокамп посылает свои коллатерали в энториальную кору, которая является основным интерфейсом между гиппокампом и неокортексом. Это - область детектирования интерференционной картины, сформированной двумя плечами гиппокампа. Интерференция, или наложение двух, параллельно идущих, волновых процессов - это их сравнение. На основе такого сравнения можно делать какие-то поправки и даже далеко идущие выводы. Описаны и изучена такие важные функции гиппокампа, как-то перенос кратковременной памяти в долговременную, консолидация следов памяти, формирование эмоций. Наблюдениям нейрофизиологов свидетельствуют, что гиппокамп играет важную роль в пространственной ориентации. Здесь напрашивается интересное продолжение этой мысли: гиппокамп играет важную роль в локализации индивида в социуме и его места в нем. Интерференция волновых процессов в плечах гиппокампа может способствовать настройке индивида при выполнении социально-значимых ролей внутри социума.
Можно видеть, что гиппокамп выполняет такую же функцию, как пара глаз для восприятия света, пара ушных улиток для восприятия звука, или пара ноздрей для восприятия запахов. Единственное отличие, что пара дуг гиппокампа расположены в височных областях мозга. А поэтому они настроены для восприятия каких-то иных сигналом, поступающих от всех органов тела скопом. Не в состоянии дать исчерпывающий ответ по этому поводу, сошлемся на древнеегипетский символ - всевидящий глаз Гора, см. правую часть на рисунке 9. Сравнивая с внешним видим гиппокампа, можно уловить некие общие черты (сравни рис. 9 и 10). Суть одна, это - способность предвидеть на шаг вперед развивающиеся события и делать правильные умозаключения.
Здесь невольно подошли к одной из главных функций головного мозга человека - к функции сознания, со-знания - я знаю, что имею большой объем знаний и по своему усмотрению могу комбинировать эти знания в произвольном порядке. Иными словами, из комбинаций уже имеющихся знаний можно получать новые знания, способные по новому освещать мир, данный нам в ощущениях.
Каждый из нас мог наблюдать, как-бы со стороны, как течет собственная мысль, когда расслабившись в кресле, или сидя на диване и закрыв глаза, даете волю думать о чем-либо насущном. Вы замечаете, что, обдумывая проблему, мысль вдруг неожиданно перескакивает на что-то отвлеченное. После некоторого блуждания по этому отвлеченному предмету, она снова возвращается к решению насущной проблемы. И так может продолжаться далее, пока вы или не начнете дремать, или вам до чертиков не надоест бесцельно валяться в кресле.
Здесь обращает внимание один момент - это прерывистость течения мысли. Это вполне закономерное явление. Физиологи эту прерывистость называют саккадой. Саккадные (быстрые, прерывистые) движения были обнаружены и тщательно изучены при регистрации быстрых движений глаз испытуемых, рассматривающих сюжеты картины, как например на рис. 11 (https://minutkoclinic.com/blog-doktora-minutko/sakkadicheskie-dvizheniya-glaz-pri-psihicheskih-rasstroystvah).
Подобные движения в живой природе очень распространены. Они также присущи активности мозга в результате укомплектовывания больших и разрозненных объемов информации в долговременную память. Как было замечено ранее, гиппокампу отведена в этом процессе не последняя роль. Где этот банк долговременной памяти находится и как он организован, до сих пор для ученых остается неразгаданной тайной за семью печатями. Открывается широкий простор для самых разных спекуляций, но здесь я воздержусь лить воду на эту мельницу.
Некоторые умники идут очень далеко. Согласно их догадкам, хранилище памяти лежит в нематериальном срезе пространственно-временной сверхреальности. В поддержку этих товарищей отмечу, что в таком же ключе мыслил и австралийский нейрофизиолог, лауреат Нобелевской премии от 1963 г., Джон Экклс. Свои взгляды он изложил в монографии "How the Self Controls Its Brain" ("Как Атман контролирует свой мозг"), Springer-Verlag, 1994. Под Атманом здесь понимается "вероятностное поле" нематериальной сущности где-то в пространственно-временном континууме. Вопрос, правда, напрашивается следующий - как может происходить обмен информацией между этой нематериальной сущностью и материальным мозгом. Здесь мы подходим к одной тайне мозга - к тому, чем мозг занят во время сна, в чем смысл сновидений и какую роль они играют в нашей повседневной деятельности.
В чердаке открылся люк, не волнуйся - это глюк.
На рисунке 13 показан условный Хомо Сапиенс в состоянии сна. В отличие от того же Хомо Сапиенса, показанного на рисунке 6, здесь отключены рецептор-эффекторные механизмы связи субъекта с внешней средой. Во время сна они отдыхают, а во время глубокого сна их заторможенность абсолютна. Блок (b) на рисунке опущен. Но это не значит, что нейроны здесь также заторможены. Они работают в ином режиме - в режима обеспечения спящего организма биохимическими компонентами, которые необходимы в по все суточных метаболических процессах.
Эти нейроны, в стадии быстрого сна, работают как своеобразные усилители слабых сигналов, идущих от нижних этажей организма (на рисунке они изображены волнистыми кривыми). Здесь воздержимся описывать каналы, способствующие усилению слабых сигналов вплоть до проявления сновидений в когнитивной зоне, или медитативных образов, возникающих в результате специальных техник, таких как молитв или методичных речитативов и ритмичных музыкальных сопровождений (типа, ударов в бубен), способствующих настройке мозга на ритмы, типичные для состояния быстрого сна.
Остановимся на самом нижнем уровне, когда в воде свободные ионы водорода, за счет механизма Гротгуса, продвигаются по "водным проводам", в верхние этажи нервной системы, захватывая по пути более сложные молекулярные комплексы. Здесь уместно обратить внимание на существование четвертой фазы воды. Упорядочение водных молекул, в этой фазе, в шестигранные соты, рис. 14, в сильной степени напоминает интерференционную решетку для потоков через нее ионов водорода. Эта решетка на первичном этапа отбирает сигналы из шума. Настройка этой решетки, а по сути, фазовый переход к такой организации, сводится к приведению воды к состоянию зоны исключения (Exclusion Zone - EZ) - зоны, при которой вода выталкивает из своего окружения всевозможные грязные включения. Вода, в такой фазе становится чувствительной к всевозможным слабым возмущениям извне. В связи с этим, приходит на ум строка из сказки Пушкина о мертвой царевне и о семи богатырях - "Свет мой, зеркальце! скажи да всю правду доложи: Я ль на свете всех милее, всех румяней и белее?"
Дальнейший транспорт ионов водорода идет в сопровождении более тяжелых ионов. Их путь проходит через так называемые щелевые контакты, связывающие соседние клетки между собой в сложную вэб-паутину. Эти контакты (их еще называют электрическими синапсами) имеют древнее происхождение, когда клетки начали объединяться в многоклеточные сообщества, типа волвокса, и другие многоклеточные организмы, типа грибов. Последующий путь идет через химические синапсы, и вплоть до когнитивной системы, способной осмысливать сновидение. Упомянутый выше Джон Экклз посвятил изучению этой проблеме значительную часть своей жизни. В содружестве с немецким физиком Фридрихом Беком они описали красивую математическую модель распространения ионов водорода через химические синапсы. Основой этой математической модели является уравнение Шредингера, описывающее квантовый транспорт этих ионов. Заметим, что тепловая энергия иона водорода порядка 25 mV. Этого напряжения достаточно, чтобы вызвать высвобождение химического медиатора на синапсе. Вот почему Экклз, в содружестве с Беком, тщательно разрабатывали такой квантовый подход (https://magicspeedreading.com/books/a_mysl/kon_nauki/index.html, см. главу КВАНТОВЫЙ ДУАЛИЗМ).
Читатель наверняка заметил странный довесок в нижней части рис. 6 и 13 к условному хомо-сапиенсу. Это то, что в просвещенных кругах особо продвинутых пользователей Дзен называется эфир. Физики-теоретики, отмороженные на полную голову, после того как Майкельсон и Морли показали им, что никакого эфира нет, поскольку ни что не толкает свет ни вперед и не в зад, не признают существование эфира до сих пор. Однако, не все физики оказались отмороженными. Даже Альберт Эйнштейн, непререкаемый авторитет, и тот признал, что эфир все же существует, иначе кое-что в общей теории относительности не очень уютно себя чувствует. По этому поводу у него есть опубликованная в 1922 году статья. Ну а великий Поль Дирак, даже в самый разгул беспощадной борьбы с инакомыслящими, опубликовал статью в журнале Природа под названием "существует-ли эфир?" Заценили, как осторожно Дирак озаглавил статью? Это, чтобы почем зря его не начали пинать отмороженные. Хотя к тому времени он и застолбил свое имя в анналах науки, представив миру свое знаменитое уравнение движения релятивистского электрона и открыв на кончике пера антипод электрону - позитрон.
К чести физиков, упорно не признающих эфир, есть серьезные основания, своими корнями уходящими к философам-метафизикам древнегреческой школы. Западно-европейские ученые открыли для себя богатое наследие этой школы через детальные записи арабских мыслителей. Здесь не место вспоминать всех столпов античной философии, но двух философов стоит упомянуть в связи с идеей эфира - это Демокрит и Аристотель;
- Эфир Демокрита - это множество хаотично блуждающих, сколь угодно малых корпускул (он их называл амерами), постоянно сталкивающихся между собой, иногда цепляющихся "крючочками" с образованием сложных соединений. Наш мир, данный нам в ощущениях, - горы, реки, леса, и прочее, и прочее - это сверхсложные образования, собранные из таких амеров. Между амерами абсолютная пустота. Как можно видеть, это - наивно-материалистическое представление организации мира.
- Аристотель представлял абсолютно иную картину. По его мнению в основе нашего мира (мира, данного нам в ощущениях) лежат четыре элемента - земля, вода, воздух и огонь. На нашем современном языке эти четыре элемента являются твердотельная, жидкая, газообразная фазы и плазма. Но далее Аристотель продолжает - существует еще пятый элемент, который не подвластен нашим ощущениям. Это - всепроникающий эфир, или квинтэссенция. Нет пустого пространства, все заполнено эфиром. Последователи Аристотеля, принимали эфир как нематериальную субстанцию, где обитают души людей, всякие нематериальные сущности, типа ангелов, дьяволов и прочих нехороших искусителей. Учение Аристотеля было раздольем для средневековых богословов, а также философов-идеалистов.
Из приведенной справки видно, что физикам-естествоиспытателям с материалистическим мышлением в распоряжении оставался только наивный, материалистический эфир Демокрита. Именно такой эфир и был отвергнут в эксперименте Майкельсона и Морли.
Ну а что с эфиром Аристотеля, который был пристанищем богословов и философов, исповедующих идеализм? Их лафа продолжалась ровно до тех пор, пока голландский физик Хейке Камерлинг-Оннес не открыл в 1911 году явление сверхпроводимости, а российский физик Петр Леонидович Капица не открыл в 1938 году явление сверхтекучести жидкого гелия. Эти открытия поставили вопрос в новом свете взглянуть на метафизику эфира Аристотеля. Физикам потребовалось еще какое-то время осмыслить суть этих открытий, завершенное строгой теорией, представленной Львом Ландау и Виталием Гинзбургом. А далее понять, что сверхтекучесть это и есть тот-самый недостающий пятый элемент Аристотеля - эфир - квантовый, сверхтекучий эфир.
Сейчас времена изменились и все большее число физиков понимает, что без какой-то квантовой среды, простирающейся ниже уровня нулевых флуктуаций вакуума, трудно свести концы с концами. Эта среда представляется сверхтекучим конденсатом Бозе-Эйнштейна. Это когда сотни, десятки сотен, тысячи, короче тьма-тьмущая, Бозе-частиц (частицы с целым спином, s = ... -2,-1, 0, +1,+2, ...) собираются гамузом в одном энергетическом состоянии. В принципе, такая тьма-тьмущая Бозе-частиц представляет одну гигантскую частицу. Можно ли эту частицу увидеть не вооруженным глазом, если она достигает размеров, скажем, с теннисный или футбольный мяч. В принципе нет. Сверхтекучий конденсат имеет одну особенность - от вытесняет из себя магнитные поля, которые обтекают конденсат по бокам, как вода камень, так-что он остается не видим. Этот эффект вытеснения называется эффектом Мейснера. Исключение может представлять гравито-торсионное поле. Оно ничем не экранируется, но оно на несколько порядков слабее электромагнитного поля.
Однако, возможно инкапсулирование постороннего предмета внутри самого сверхтекучего объекта. То-есть, размещение его в оболочке, в изоляции, закрытие чего-либо инородного с целью исключения влияния на сверхтекучую фазу. Типичным примером является нить магнитного вихря Абрикосова, которая пронизывает сверхпроводящую жидкость, но экранирована от сверхпроводящей фазы некоторым переходным слоем когерентной длины. В качестве инородных предметов могут выступать, скажем, ионы азота, углерода, хлора, или другие ионы, содержащиеся в воздушной среде, особенно, когда эта среда наэлектризована. Если их много, то мы это воспринимаем, как шаровую молнию. Если их заключено в малом количестве, то глаз экзальтированного туриста может угадывать присутствие чего-то постороннего, а его буйная фантазия достраивает это постороннее до присутствия призрака, или привидения. Впрочем, к этим видениям стоит подходить весьма деликатно, и аккуратно пользоваться бритвой Оккама, чтобы ненароком не отрезать в этих видениях чего-нибудь существенного.
А что, если представить инкапсуляцию какого-либо предмета достаточно больших размеров. Во-первых, сверхтекучая капсула защищает предмет от трения с окружающей внешней средой, что дает возможность к маневрированию, наподобие НЛО. А во-вторых, электромагнитная связь с этим предметом будет проблематичной из-за эффекта Мейснера (также как проблематична связь, например, со сверхзвуковой ракетой, окутанной плазменной рубашкой). Ну это уже фантазии на уровне - " иной раз в голову лезет такая чертовщина. Откуда только она берется? ", рисунок 12 . Чувствую, что меня понесло в область , хотя и достаточно интригующую, но абсолютно не изученную. В таких случаях Леонид Каневский говорит - это уже совсем другая история.