Iliti:

Ultraviolet Superradiance from Mega-Networks of Tryptophan in Biological Architectures

U srži svih naših potreba, nada, očekivanja, snova ali i otkrića i tehnoloških proboja krije se samo jedna ultimativna zagonetka. Jedno jedino pitanje koje generiše sva ostala, ali istovremeno i sve potencijalne odgovore na ista. Ono što nas suštinski odvaja od svih drugih živih vrsta na ovoj planeti Zemlji, a u većoj ili manjoj meri. Ona nas čini onime što jesmo i uslovljava sve naše dalje potrebe, prohteve i porive. Ona je naš centar. Skupna tačka naših postojanja i trenutak u vremeno koji zovemo sadšnjim. Agens koji se provlači kroz sva naša naučna dostignuća i filozofske visine kojima vrlo stremimo u pokušajima da rasvetlimo zašto smo ovde gde jesmo, koja je naša misija i šta je krajnji cilj. I religija je takođe deo nje, jer duhovnošću joj dodajemo još jednu bitnu dimenziju u potrebi da je što punije definišemo i nađemo joj izvorište; a u nedostatku boljeg i smislenijeg odgovora ona postaje i Bog za kojim tragamo jer nam se nekako čini da ćemo pre imati više sreće u prividu potrage mimo naših glava nego što se moramo usuditi da zaronimo dovoljno duboko u nas same i potencijalno se suočimo s dubinama kojih se užasavamo a kojih smo i neotuđivi deo. Ona sve uokviruje i mimo nje ničeg drugog. Bez nje i mi nestajemo; postajemo tabula rasa. Vetar.

Zato je preko potrebno da problemu svesti probamo da priđemo izvorno, na način da je suštinski pojasnimo [koliko je to moguće]. I to nikako nije ništa novo… ali u nedostatku smislenih zaključaka na ovu višemilenijumsku temu deluje da se moramo okrenuti nekim egzotičnijim pristupima pri sagledavanju stvarnosti. Granama nauke koja ni sama još nije sasvim dovoljno sazrela da bude rasvetljena i čiji mehanizmi nas i dalje zbunjuju svojom, naizgled, katastrofalnom kontraintuitivnošću, no kvantna fizika je i dalje tu i vi sada ovaj tekst na vašim ekranima upravo i čitate zahvaljujući njoj (quantum tunnelling). Ona je tu, funkcio0nalna, iako je u opštem ratu sa standardnim setom fizičkih zakonitosti i na nama je da ih jednoga dana izmirimo i postavimo nove standarde u razumevanju stvarnosti koja fraktalno obiluje pitanjima.

Ali da bi se to desilo prvo moramo shvatiti Nju, njeno misteriozno visočanstvo:

SVEST

Relativno skoro objavljen je jedan posve zanimljiv i potencijalno veoma uticajan naučni rad, rad koji, ukoliko bude bio prihvaćen od šire naučne zajednice i dalje eksperimentalno razrađen, preti da načini zaista korenite promene paradigme u vezi s načinom na koji danas naučno, ali i duhovno doživljavamo ono po čemu smo na ovoj našoj planeti Zemlji najprepoznatljivija vrsta – našu razvijenu svest. Dakle, rad baca novo, sveže svetlo na ideju koju smo vremenom skrajnuli s radara naučne javnosti, ali i javnosti uopšte, jer deluje da je iščezla iz kolektivnog sećanja, a koju je među prvima, pre više decenija, predložio niko drugi do Ser Rodžer Penrouz (Sir Roger Penrose). Vrsni naučnik i matematičar kojem je u međuvremenu, 2020. godine, uručena Nobelova nagrada za fiziku, a na temu principa kosmološke evolucije, odnosno Conformal cyclic cosmology (CCC). Iz tih razloga Rodžer Penrouz smatra se jednim od najbriljantnijih živih ljudi, fizičara, jer su teme kojima aktivno vlada zaista širokog spektra. No vratimo se inicijalnom radu koji se tiče svesti i koji je objavljen 2024. godine u vezi kojeg smo i otpočeli ovaj tekst, a u čijoj evoluciji je svakako učestvovao Penrouz svojim pre više decenija inicijalnim zamislima.

Naime ovaj naučni rad pokušava da pojasni pojavu svesti kvantnim principima i efektima koji ne moraju nužno biti vezivani samo za naš mozak kao centralnu procesorsku jedinicu našeg bića, odnosno na bazi mehanizama kvantne mehanike za koje ćemo ubrzo videti da je svojevrsno raspostranjena duž čitavih naših tela. A i obzirom kako je reč o jednoj vrlo kompleksnoj temi, temi koja je istovremeno i vrlo polarizujuća i koja ima tendenciju da se njeno tumačenje raspline do nivoa neupotrebljivosti baziranoj na galopirajućoj ljudskoj imaginaciji koja romantizmom teži da sve krivo shvati, ovde ćemo se zato kretati sporo i pažljivo da ne bi zalutali u šumu umnog šuma.

Dakle, korak-po-korak, da ne bi ostalo kakvih fragmenata koji bi čitaoce eventualno odveli stranputicom bez ikakvog smisla i pravila.

Inicijalna kapisla je naučni rad na temu: ”Ultraviolet Superradiance from Mega-Networks of Tryptophan in Biological Architectures”.

Ovde vam je na uvidu članak koji je odveo ka jednom krajnje neobičnom no davno nagoveštenom otkriću, mogućem mehanizmu o kojem se dugo godina unazad teoretski spekulisalo ali bez (bar ne do sada) konkretnih dokaza. Članak utemeljuje princip mehanizma generisanja mrežne konfiguracije korišćenjem proteina Triptofan (Tryptophan, an α-amino acid) – biološke mreže koja usled specifične proteinske konfiguracija potom biva vrlo podložna izazivanju kvantnih efekata.

Ali da bi sada nastavili dalje neophodna je digresija, i to nekoliko decenija unazad, ne bi li se prisetili o čemu je govorio Rodžer Penrouz kada je iznosio svoje mišljenje o potencijalnom uzroku (efekta kao nusproizvoda?!) svesti, a za šta je većina naučne javnosti tada (a još uvek i sada) javno govorila da je otišao ipak predaleko u svojim promišljanjima jer nema konkretnih naučnih uporišta za tako smele tvrdnje kakve iznosi. Kako se sada ispostavlja on nije završio predalekoda, naprotiv – od starta je bio na veoma dobrom tragu. Iako je po struci matematičar i fizičar on se svojim stručnim znanjem i iskustvom skoncentrisao na usko polje neuronauke [neki bi to tada karakterisali i filozofskim pridevom] pokušavajući da određene pojave u tom domenu objasni iz svog stručnog ugla, ugla razumevanja funkcionisanja prirode kroz fizičke principe i procese, a samim time i čoveka kao neraskidivog dela iste – pokušavajući da objasni poreklo i izvorište svesti uvodeći smelo tada u ovu jednačinu i kvantnu mehaniku.

Poslužio se svim alatima kojima vešto i iskusno barata:

• Opštom teorijom relativnosti (General relativity);

• kvantnom superpozicijom (Quantum superposition);

• kao i prostorvremenim zakrivljenjem (Spacetime curvature);

suma sumarum: predlaže dâ je naš mozak u stanju da proizvodi određena kvantna stanja, stanja koja potom, i pod vrlo određenim okolnostima, kolabiraju (Wave function collapse).

U kvantnoj mehanici kolaps talasne funkcije poznat je i kao redukcija vektorskog stanja (Reduction of the state vector) i dešava se kada talasna funkcija koja je u početku u superpoziciji (superpostition), odnosno u više potencijalnih stanja istovremeno (eigenstates), svede na jednu određenu vrednost (eigenstate) usled interakcije sa spoljnim svetom – posmatranjem. Posmatranje je suštinsko merilo kvantne mehanike koje povezuje talasnu funkciju sa klasičnim veličinama poput položaja i momentuma. Kolaps je jedan od dva procesa kroz koje kvantni sistemi evoluiraju u vremenu; drugi je kontinuirana evolucija Šredingerovom jednačinom (Schrödinger equation).

Pre svega talasna funkcija u ovom kontekstu kolabira pod silom gravitacije jer njenim uticajem neodređeni kvantni talasi postaju nestabilni, te kolapsom prelaze u jedno od mogućih, stabilnih i verovatnih  stanja. U ovom procesu se zapravo krije i suština kvantne mehanike generalno, njen osnovni princip funkcionisanja. A suština Penrouzovog predloga jeste kako naš mozak, iz nekog tada njemu nepoznatog razloga, očito poseduje veoma veliki potencijal za genezu kvantnih stanja u svakom momentu u vremenu. Tada je takođe po prvi put u vodu pala i naša savremena vizija mozga kao centralne nervne jedinice koja radi na bazi proračuna klasičnih digitalnih računara (CPU), već mozak, prema njegovom objašnjenju, mnogo više nalikuje jednom svojevrsnom kvantnom računaru koji funkcioniše u formi orkestra velikog broja kjubita (qbit). Na ovaj način postigao je to da svest koju i danas suštinski ne razumemo sada, odjednom, potencijalno pretvara svojevrsni nusproizvog igre kvantne superpozicije unutar milijardi (∼84) naših neurona, ali i da ovaj proces istovremeno nema nikakve krucijalne veze s neuronskim mrežama koju oni tvore, a kako se to danas najčešće nedovoljno dobro objašnjava uzročnikom naše kompleksne mentalne prirode, te potom i uzročnikom svesti.

Savremeno opšteprihvaćeno naučno gledište spram ideje o tome šta je svest i kako potencijalno do nje i dolazi jasno pokazuje neslaganje s onim što nobelovac kao objašnjenje nudi, te samim time on dalje nastavlja svoj misaoni tok da je i potencijalna pojava napredne veštačke inteligencije, veštačke svesti (AGI, Artificial General Intelligence), one koja bi trebala da stane na liniju nama, da nam punom smislu te reči parira, nemoguća ukoliko se držimo savremenih modela na kojima se baziraju aktuelni i popularni tzv. AI servisi, poput ChatGPT-a, Google Gemini-a i drugih koji rade na istim osnovama, a koji nam nudi samo privid funkcionisanja veštačke inteligencije u njihovoj interakciji sa nama i našim pitanjima jer svi oni su baziranim na velikim jezičkim modelima. Tip veštačke inteligencije baziran na Large Language Models (LLM) modelu odlikuje samo vešto baratanje velikom skupinom reči čije korišćenje je utemeljeno na strogoj matematičkoj verovatnoći, te redosledu pojavljivanja u određenom iskazu. Dakle, LLM funkcioniše na masivnom modelu neuromreže, odnosno sinaptičkog simuliranja neurona i njihove umreženosti. To naravno ne znači da je takav pristup per se pogrešan, ali po mišljenju Penrouza za pojavu svesti nedostaje taj ključni element – kvantni efekat koji se dešava u našim mozgovima, te je ona [svest] suštinski non-algorithmic. Naravno, ovakav stav od početka je kritikovan od svih – neuro stručnjaka i informatičara tada, ali i onih koji danas rade na AI LLM algoritmima jer za ovako oštar stav nije bilo skoro nikakvih dokaza i sve se baziralo na teoretskim pretpostavkama na osnovu Penrouzovih predloga. Ali i iz još jednog vrlo važnog razloga: kvantna stanja i kvantne efekte vrlo je teško proizvesti jer zahtevaju itekako specifične uslove koji su daleko od svakodnevnih, posebno onih u kojima se naši mozgovi, u mraku lobanja, nalaze.

Uslovi u unutrašnjosti naših lobanja, a posebno naše sive mase daleko su od urednog i čistog okruženja koje nam je na pameti i koje nam je potrebno kada na prvu loptu pomislimo na kvantnu mehaniku. Naprotiv, u nama dominira vlaga, visoka temperatura – jednom rečju pravo klasično makroskopsko, lepljivo mesto. Sve suprotno od laboratorijskih uslova ne bi li izazvali kvantne efekte. A da ne govorimo i o uslovu svih uslova – potrebna nam je aposlutna nula, odnosno temperatura tik iznad nje. Tako da bi se makar teoretski izvršila bilo kakva vrsta kvantne obrade informacija, koherentno kvantno stanje mora da se održi mnogo, mnogo duže te i da samim time uključi mnogo više čestica nego što bi trebalo van ovih naših mesnatih računara. Ipak Penrouz ovu ideju objavljuje 1989. godine, po prvi put u svojoj knjizi “Carev novi um” (The Emperor’s New Mind: Concerning Computers, Minds and The Laws of Physics).

Priča u vezi sa Rodžerom Penrouzom, i njegovim interesovanjem za ovo polje nauke, verovatno počinje još onda kada on kso mladić prisustvuje predavanjima o Gedelovim (Kurt Godel) teoremama nepotpunosti (Gödel’s incompleteness theorems), koje su u njegovom umu tada rasplamsale plamen dostizanja umnih visina kroz univerzum matematike. Radi se o Gedelovim matematičkim argumentima kojima demonstrira limite dokazivanja. Prva od tih teorema nepotpunosti kaže da, za svaki konzistentan formalni matematički sistem sposoban da izrazi osnovnu aritmetiku, postoje istinite tvrdnje u tom sistemu koje ne mogu biti dokazane pravilima tog istog sistema.

Evo primera:

Ova tvrdnja ne može biti dokazana istinitom u okvirima ovoga jezika.

Sada zamislite algoritam koji može pretražiti sve kombinacije reči i izraza sve dok ne pronađe onu koja dokazuje da je ova tvrdnja istinita. Sam taj čin bi učinio inicijalnu tvrdnju lažnom, čime bi se pokazalo da je sistem nekonzistentan. Ali ako algoritam ne bi mogao pronaći takav izraz to bi pokazalo da je tvrdnja koja glasi da ova tvrdnja ne može biti dokazana – istinita, ali nedokaziva. Dakle: ili je sistem nekonzistentan, ili sadrži istinite ali nedokazive tvrdnje – te je nepotpun. Prirodni jezici su sigurno nekonzistentni, ali matematika je dizajnirana tako da bude savršeno samokonzistentna, stoga je matematika nepotpuna. I pošto je svaki algoritamski sistem generalno zasnovan na matematici, kao klasična računarska mašina, i oni moraju biti nepotpuni, prema Gedelu.

Kasnije, a na bazi izvornog Gedelovof pristupa, Penrouz tvrdi da ljudi ipak mogu dokazati nedokazivo jer, na primer, čini se da matematičari mogu biti prilično sigurni u istinitost određenih pretpostavki bez ikakvog formalnog dokaza. Jer, ponekad, ti isti formalni dokazi možda ni ne postoje. To znači da naš svestan proces saznanja ne dolazi nužno iz procesa ograničenog Gedelovom nepotpunošću, tako nije ni algoritamski, niti klasično-računarski (bit). Ovakav stav prirodno dalje implicira da svest sama po sebi ne može nastati iz čisto računarskih procesa. Slične ideje izneo je i britanski filozof Džon Lukas (John Lucas) pa se ova cela teorija da svest ne nastaje klasično-računarski naziva i Penrouz-Lukasovim argumentom (The Penrose–Lucas argument).

Penrouz tvrdi da je jedino mesto gde bismo eventualno mogli pronaći takav tip računanja, odnosno obrade informacija ili bilo čega drugog a da je oslobođeno od ograničenja Gedelove nepotpunosti jeste upravo kvantna mehanika. A jedna od stvari koju znamo o kolapsu talasne funkcije jeste da izgleda ona uključuje istinski slučajan faktor – rezultati merenja se biraju bacanjem kocke čije su stranice obojene oblikom talasne funkcije. Dakle, ako je bilo koji događaj istinski slučajan, onda skoro po definiciji ne postoji algoritam koji može savršeno odrediti njegov ishod. Tako Penrouz tvrdi kako ishod bilo kakvog računanja ili obrade informacija koje obrađuje kvantni sistem, a koji uključuje kolaps talasne funkcije, jeste ne-algoritamski, u tom smislu da ishod ne može biti predviđen unutar okvira bilo kog gedelevskog matematičkog sistema. Stoga nije nužno podložan njegovoj nepotpunosti.

Samim time svesno rezonovanje vrlo verovatno ima kvantnu komponentu.

Na primer, kvantni računar koji je razvio IBM i koji važi za jedan od najsavrmenijih i najjačih u tom domenu zahteva temperature tik iznad apsolutne nule (−273.15 °C, −459.67 °F) ne bi li mogao da radi na predviđeni način. Zbog toga cela aparatura mora biti dobro izolovana od bilo kakvih spoljnih uticaja i spoljne sredine koja bi fatalno omela proces njegovog kvantnog rada, izazivajući momentalni i nekontrolisani kolaps kvantnih talasa. Iz tog ugla problematične prošlosti naučnici su 1999. godine proračunali da bi ukoliko je ikako moguće da se u sredini u kojoj se nalazi mozak pojavi ikakav kvantni talas on bi u atosekundi (attosecond) kolabirao i bio potpuno neupotrebljiv. Da stvari budu dovoljno jasne: taj delić sekunde bio bi manji od 10-¹³ što je nedovoljno za pojavu bilo kakvog kvantnog efekta, a kamo li pojave bilo kakvog oblika kolektivne telesne svesti. Razlog tome svakako je sredina u kojoj naši mozgovi egzistiraju a u kojima su pojave kvantnih efekata skoro na nuli, nemoguće u okvirima smislene statističke verovatnoće, ali protoka vremena za jedan takav događaj. Na nivou očekivanja da uočimo efekat kvantnog tunelovanja na sobnoj temperaturi.

Iz dosad pomenutih razloga ova po svakoj osnovu napredna ideja u pokušajima objašnjenja svesti logično je bila zapostavljena i na njoj se nije dalje radilo, sve dok se nije pojavio neko ko je ipak odlučio da se malo dublje upusti u ovu problematiku i da iznese svoje ideje utemeljene na onome čime se stručno bavi. Reč je o specijalizovanom anesteziologu i američkom profesoru Stjuartu Hemerofu (Stuart Hameroff) s Univerziteta Arizona (University of Arizona in Tucson, AZ) koji smelo predlaže nešto što je i Penrouzu promaklo i čega nije mogao da se doseti obzirom da to nije njegova sfera interesovanja i struke, a što bi moglo da posluži kao konkretno, fizičko objašnjenje za ideju o kvantnoj svesti kao mogućem fenomenu unutar naših mozgova. Objašnjenje koje će tek kasnije biti potkrepljeno dokazima u naučnim studijama i ekspreimentalnim istraživanjima.

Ali pre nego nastavimo u smeru savremenog gledišta, logično ćete se zapitati u čemu je relevantnost jednog anesteziologa u bavljenju jednom vrlo specifičnom temom koju ni nobelovac iz polja fizike nije uspeo da razreši, a čitava naučna zajednica gotovo odbacila kao nemerodavnu?

U fizici, kvantno tunelovanje, probijanje barijere ili jednostavno tunelovanje, jeste određeni kvantno-mehanički fenomen u kojem objekat kao što je elektron, ili atom, prolazi kroz energetsku barijeru koju, prema klasičnoj mehanici, ne bi trebalo da može da prođe usled nedostatka energije da pređe ili savlada datu barijeru.

Stvar je u tome što kada se dotaknemo teme svesti živih bića mi danas još uvek nemamo odgovor na pitanje šta uzrokuje njenu pojavu. Postoje mnoga filozofska gledišta na ovo pitanje; naravno, postoje i biološki pokušaji da se ona objasni; kao i psihološke definicije koje je podrobnije opisuju; no ona za sada najbolja, najtemeljnija dolazi iz medicinskog ugla koja je opisuje sledećom kombinacijom:

• VERBALNIH šablona ponašanja

• različitih MOŽDANIH aktivnosti

• i drugih tipova NADRAŽAJA

Sva ova tri parametra nešto su što se svakako može naučno izmeriti i samim time predstavljaju vrlo dobre polazne osnove za dalje potrebe pojašnjivanja smisla i potencijalnog izvorišta svesti. Samim time uloga anesteziologa ispostavlja se kao presudna jer po definiciji to je neko čiji je posao da otkloni, ili barem oslabi povezanost ova tri elementa kojima svest opisujujemo, te da se pacijent ne probudi tokom određenog hirurškog zahvata i na taj način ne detektuje, i samim time, ne trpi bilo kakav oblik bola do kojeg bi moglo doći. Na taj način posao anesteziologa poprilično je vezan za bavljenje svešću, zar ne? A i glavni parametar detekcije svesti, bar što se ljudi tiče, svakako je onaj verbalni kada smo u stanju da sa nekime smisleno komuniciramo, te je iz tog razloga već pomenuti LLM praktičan način u prvim ozbiljnijim pokušajima da repliciramo ove komunikacione šablone s mašinom, te probamo da dublje razumemo principe buduće istinske (AGI) veštačke inteligencije.

Ukoliko, pak, pokušamo da se bavimo svešću životinja najčešći test za tu svrhu jeste self-awareness test, odnosno testiranje životinjske samosvesti koju najčešće podstičemo, kao npr. u slučaju sa psima, tako što ih pozicioniramo pred ogledalom, dok im lice obeležimo nekom karakterističnom šarom, ili bilo čime što bi im signaliziralo nešto netipično u vezi sa njima, nešto čime bi odstupili vizuelnog šablona na koji su naviknuti. Nešto što bi samim time želeli da uklone kada na sebi primete. I upravo ovakav vid testa najčešće uspešno prolaze veliki čovekoliki majmuni (Hominidae) čime jasno signaliziraju prisustvo svesti, odnosno samosvesti i time potvrđuju da u odrazu vide i prepoznaju sebe kao jedinku. Dok istovremeno većina pasa na ovakav vid podsticaja ne reaguje, niti bilo šta neobično primećuje čime već dobijamo određene rezultate s kojima se dalje može raditi. Naravno, ovo nije dokaz da psi nisu svesni već samo da je izuzetno teško izmeriti nivo svesti, njenu jačinu i precizno je skalirati. Još uvek ne postoji jasna skala za tako nešto.

Iz tog razloga danas brojimo preko 20 različitih modela kojima je cilja da u dovoljnoj meri opišu i definišu svest, a koji su, uz pregršt eskperimenata, predlagani samo u zadnjih nekoliko decenija. Za mnoga od njih se svakako može reći da su više filozofski koncipirani, sve u nedostatku nephodnih dubljih informacija, dok su drugi u potpunosti bazirani na medicinsko-naučnim osnovama i očekivanjima. Zajedničko svima je to što niti jedan od tih predloga nije potpun, nije suštinski utemeljen i precizno merljiv. Iz tih razloga danas još uvek ni nema jasne definicije svesti oko koje bi se svi jednoglasno slažili i na osnovu čega bi se išlo dalje s idejama i napredovanjem na ovome polju.

Pomenimo tek nekoliko njih:

NCC – Neural correlates of consciousness, minimalni set neuronskih aktivnosti svesne percepcije;

DCM – Dehaene–Changeux model, računarski model za projektovanje veštačkih neuronskih mreža;

ETC – Electromagnetic theories of consciousness, razumevanje moždanih elektromagnetna polja;

Orch–OR – Orchestrated objective reduction, u vezi sa kvantnim efektima unutar neurona;

itd.

.

Ukoliko sada dozvolimo malo više prostora sâmoj studiji, te pretpostavci koju je izneo pomenuti antesteziolog profesor Hemerof i ukoliko delom pretpostavimo njenu ispravnost baziranu na istoriji profesionalne primene anestezije, možda nas to bar nekoliko koraka dalje odvede u pokušajima odgonetanja pitanja svesti, kao i mehanizama koji do nje dovode. Činjenice da je polje njegovog rada anesteziologija i da se ona neposredno tiče usporavanja rada svesti, sve do njenog prekida, profesor je došao do vrlo zanimljivih otkrića: većina anestetika, odnosno preparata za anesteziranje pacijenata dolazi kroz primenu i pravilno doziranja neobičnih tipova gasova, neobičnih za ovu svrhu jer njihova primena naizgled ne bi trebala da ima ikakvog smisla, niti dejstva na neurone i sinapse u mozgu.

Govorimo ovde o plemenitim, odnosno inertnim gasovima koji iz nekog, za sada nepoznatog, razloga ipak imaju anestetska dejstva, iako ne bi trebali da izazivaju bilo kakvu reakciju.

Neki od tih gasova su: Xe Xenon, Ksenon; Kr Krypton, Kripton; Ar Argon.

Glavna začkoljica je baš u tome što ove tipove gasova i nazivamo inertnim upravo iz razloga što hemijski ne bi trebali reaguju ni sa čime, te je onda njihovo anesteziono dejstvo i dobra učinkovitost baš iz tog razloga teško klasično objašnjiva. Upravo je ova nelogičnost poslužila kao okidač profesoru Stjuartu Hemerofu da pre par decenija predloži svoju vrlu ideju po kojoj je i danas veoma poznat, posebno u svetlu skorijih eksperimenata koji mu idu na ruku, kako ćemo ubrzo i videti. Njegovo objašnjenje da je razlog reakciji interakcija između prstenova Triptofana (Tryptophan, TRP, W, α-amino acid) i drugih hemijskih jedinjenja. Triptofan svakako spada među najučestalije aminokiseline koje učestvuju u sintezi mnogih proteina, a ono što je za isti karakteristično to je i da ima sposobnost apsorpcije UV svetlosti, da je flourescentan te da ima sposobnost da potom emituje svetlost specifičnim tipom fotona γ (fos, φῶς). No ono što je najbitnije od svega u ovim opisanim okolnostima, a na čemu se i temelji profesorov predlog, jeste to da pod određenim uslovima Triptofan ima tendenciju da gradi kompleksne, tubolike strukture koje na posletku izgledaju poput kakvih dugačkih prstenova, ili tuba. Svojevrsnih tunelčića jakih simetrija, što je zapalo za oko i Rodžeru Penrouzu takođe jer je upravo takva struktura odličan preduslov za izazivanja kvantnih efekata, a u tim redovima veličina. Takođe ono što je važno: ove mikrotubule koje nastaju usložnjavanjem Triptofana deo su svojevrsnog ćelijskog skeleta koje između ostalog i određuju oblik ćelije, ali pre svega formira unutarnju mrežu koja navodi procese koji se unutar ćelije odvijaju. Na taj način mikrotubule nalikuju svojevrsnim autoputevima koji su prisutni duž svih naših ćelija organizma – i upravo ove tunelolike strukture možda su i odgovorne za celu ovu zavrzlamu generisanja svesti unutar njih sâmih, ideja je profesora Hemerofa, jer anestezija na bazi Ksenona, reaguje s ovim cilindričnim mikrotubulama.

Mikrotubule strukturalno načinjene su od proteina te se kao takve, kao što smo već i naglasili, nalaze se u gotovo svim našim ćelijama organizma. Samim time nakon inicijalne reakcije s anestezijom dolazi do vezivanja molekula Ksenona za mikrotubule, okupirajući njihov unutrašnji prostor što remeti njihovu prirodnu strukturu, privremeno modifikujući frekvenciju osciliranja mikrotubula koju inače prirodno proizvode. Iz tog razloga, Hemerof pretpostavlja, da nakon uzimanja anestezije, uzročno-posledično, gubimo svest te padamo u nesvest, jer osnovna funkcija svesti biva narušena i samim time obustavljena uticajem na primarne elemente njene geneze – strukturu tubula koje pod ovim okolnostima privremeno postaju nestabilne i neupotrebljive, samim time isto se dešava i s procesom koji se unutar njih odvija, a koji je vrlo verovatno i odgovoran za pojavu svesti.

Mikrotubule su majušni cevčasti oblici spoljnog prečnika 23-27, a unutrašnjeg 11-15 nanometara koje imaju višestruke i značajne uloge u svakoj ćeliji naših organizama, a ona svakako ključna ogleda se u tome da su deo skeleta – citoskeleta – eukariotskih ćelija stabilizujući na taj način njihov oblik [sve životinje, biljke i gljive pripadaju porodici živih organizama nastalih na bazi eukariota (Eukaryota); dok bakterije, kao druga najveća skupina pripadaju porodici prokariota (Prokaryota); prokarioti nemaju jezgru i druge složene ćelijske jedinice, te su i daleko manje od eukariota]. Deluju kao svojevrsne pokretne trake, prenoseći proteine na različita mesta. Čak igraju i ključnu ulogu u razdvajanju hromozoma pri deobi ćelije – stalno se sklapajući i rasklapajući prilagođavaju potrebama ćelije u svakom trenutku. Svaka ćelija može posedovati ma milijarde mikrotubula te one imaju izuzetno urednu, odnosno regularnu strukturu koja veoma podseća na onu koju nalazimo u kristalima, napravljene od naizmeničnih tubulinskih molekula dveju različitih vrsta. Svaki od tih molekula poseduje i svoj polaritet koji može biti usmeren na jedan ili drugi način.

I baš ova karakteristična, neobična organska struktura nagnala Hemerofa da razmisli o tome kako bi mikrotubule možda mogle, na neki način, funkcionisati i kao svojevrsna osnovna računarska jedinica nečega što se može okarakterisati molekularnim računarom. Ili makar molekularnim skladištem informacija.

A na sve ovo moramo pridodati i još dve veoma važne činjenice: mikrotubule su u većem broju prisutnije u neuronima nego u bilo kojim drugim ćelijama organizama; kao i da je njihova struktura u neuronima drugačija nego li u bilo kojoj drugoj ćeliji.

U kontekstu o kojem ovde govorimo, a koji se primarno odnosi na uzrokovanje svesti, najvažnija karakteristika mikrotubula je njihov specifični cilindrični oblik koji je strukturalno veoma uredan, poput kakve kristalne strukture, forme koja je za ideju Hemerofa i njegovo tumačenje izuzetno važna jer za njega mikrotubule predstavljaju osnovnu računarsku jedinicu koja je odgovorna za krajnji proizvod – svest. Baš poput bita (bit) u klasičnom računarstvu; ili danas i kjubita (qbit) u kvantnom računarstvu. Otuda i mikrotubule u ovom kontekstu slobodno možemo nazivati osnovnim jedinicama naših mentalnih računara i svesti kao svojevrsnog operativnog sistema našeg bića, OS-a koji nam omogućava da u dobroj meri upravljamo našom ličnošću, pratimo telesne funkcije i procese i održavamo se u životu duže nego što bi to bio slučaj da smo prepušteni elementima. Ali i pre zbog njihovog ogromnog broja koji je deo nas (dakle ne samo unutar naših mozgova) već i svih drugih delova tela, te karakteristične kristalne strukture tubula, što je inicijalno i predložio Penrouzu kao suštinsko objašnjenje njihovog značaja za svest. Već ovde okvirno naslućujemo da kada je reč o svesti, a na bazi ovakvog pristupa problematici, nije više reč o bazičnoj funkciji neurona i sinapsama koje ih spajaju i prenose električne impulse među njima, ne, već o mikrotubulama unutar svih naših ćelija, a ne samo neurona, koje su odgovorne za krajnje formiranje svesti. Dok bi uloga neurona eventualno bila kao svojevrsna nervna baza koja sve te nadražaje spaja u celinu, simulirajuću homogenost.

Zato ovakva ipak nestandardna formulacija svesti u startu odskače od svega onoga kako zvanična nauka na neurone gleda, te na njihov krucijalni značaj kako za naše osnovne moždane aktivnosti, tako i za svest. Tu se pre svega misli na značaj pomenutih sinapsi pri ovom procesu, koje ispuštanjem neurotransmitera omogućavaju komunikaciju među neuronima.

Upravo je pristup na bazi neurona, i njihove isprepletane mreže, osnova za savremeni pristup računarskim tehnologijama, a posebno danas u sferi ubrzanog razvoja i dubljeg razumevanja koncepata veštačke inteligencije – mi nju danas inicijalno kreiramo upravo simuliranjem neuronskih mreža i mašinskog učenja (neural networking, machine learning). Ova dva pristupa tako imaju za cilj oponašanje prethodno pomenutih prirodnih procesa, onih koje zvanično držimo za važne pri naprednom tipu obrade velikih količina podataka na osnovu koje mi danas dobijamo rezultate kojima npr. kompanija OpenAI dolazi do svog glavnog proizvoda – ChatGPT-a, uzdanice savremene veštačke inteligencije, ali AI-a utemeljenog na standardnom razumevanju za koje Penrouz misli da je u startu prevaziđeno i nikako nije dovoljno ukoliko nam je cilj da na kraju završimo sa stvaranjem veštačke svesti. Danas je gotovo svaki AI model baziran na idejama sinapsi čije funkcije oponašaju posebno napisani kompjuterski algoritmi simulirajući aktivnosti mozga neuronskom mrežom. Zato tu i dolazi do problema u pokušaju uvođenja ideje o značaju mikrotubula za svest jer time savremeni računarski modeli padaju u vodu u potrazi za punokrvnom veštačkom inteligencijom. Zato ovaj drugi koncept drastično odskače od utemeljenog, na čijim osnovama imamo u najvećoj meri i izgrađeno savremeno društvo i sve pogodnosti tehnološke prirode koji donose velike profite, ubog čega je od istih veoma teško kolektivno odstupiti.

Razvijeni mozak odraslog čoveka u proseku poseduje oko 10¹⁴ sinapsi (veza među pojedinačnim neuronima), samim time mnogi tehnološki optimisti, a u vezi s razvojem veštačke inteligencije bazirane na savremenim digitalnim računarima, pojavu AI-a koji bi bio u ravni sa nama kao svojom početnom pozicijom, odnosno AGI-ja (Artificial General Intelligence), govore da ćemo moći da simuliramo ljudsku inteligenciju u jenom punom obimu tek onda kada budemo imali računare sposobne da simuliraju uparvo ovoliki broj veza za šta nam, prema Murovom zakonu (Moore’s law), neće previše vremena trebati. Međutim, ukoliko neuroni u procesu dobijanja svesti obavljaju svoj deo kroz klasično-računarsku funkciju, a zajedno s mikrotubulama i njihovim kvantnim mehanizmima koje rade i do milion puta brže od paljenja neurona, dok po pojedinačnom neuronu ide i do milijardu mikrotubula, onda ćemo definitivno trebati da sačekamo malo duže nego li što sada planiramo i predviđamo uspon do AGI mašine.

U svakom slučaju, ukoliko se na kraju definitivno OOR ispostavi ispravnim i pristupom nijedan tip veštačke inteligencije koji danas razvijamo, a koji je baziran na velikim jezičkim modelima kao matematičkom bazom neće biti dovoljan ni da priđemo genezi svesti veštačkim putem, jer za opisane kvantne mehanizme LLM kao takav je neupotrebljiv, osim u matematičkom baratanju verovatnoće upotrebe slova, reči i rečenica. Drugim rečima: LLM-om punokrvni AI nije moguće dostići! A kao odgovor i jedini mogući način za dalji razvoj jeste baziranje veštačke inteligencije na kvantnim računarima, od momenta kada tako nešti bude bilo izvodljivo. Kada se stvori dovoljno operativnih uslova za to.

Na svu sreću, ovakvo stanje stvari i trenutno nepovoljna naučna klima (usled toga što hardver i dalje nije u stanju da isprati razvoj i napredak softverskih rešenja) ipak nije zaustavila Rodžera Penrouza i Stjuarta Hemerofa da smelo predlože njihov posve novi koncept.

On može biti sažet u tri ključne reči: ”Orcherstated Objective Reduction”.

Reč je o krucijalnom i naučno sažetom predlogu Stjuarta Hemerofa koji ima za cilj da objasni mehanizme koji omogućavaju pojavu svesti putem procesa koji su temeljno određeni kvantnim efektima, odnosno kvantnom fizikom i do kojih dolazi unutar mikrotubula. Istim tim efektima koji ponekad mogu biti narušeni upotrebom anestezije na bazi pomenutih tipova plemenitih gasova, a koji imaju tendenciju vezivanja za ovaj tip struktura, mikrotubula, unutar svih naših ćelija. Pa i onih u neuronima, naravno.

Trenutno objašnjenje funkcionisanja ovog našeg unutarnjeg mehanizma, svesti, veoma naginje onome koje opisuje mreže isprepletenih kjubita unutar kvantnog računara, (ne)određene superpozicijom – to znači da istovremeno postoje mnoge moguće konfiguracije unutar mikrotubula. I onda se desi nešto što dovede do kolapsa superpozicije, određeni tip merenja koji uzrokuje da na posletku bude izabrano tek jedno od beskonačnog broja stanja koje istovremeno ovaj kvantni proces nudi. I upravo taj trenutak kolapsa Ser Rodžer Penrouz smatra svojevrsnim proto-trenutkom svesti, činom kada jedan njen delić nastaje; samim time naše opšte svesno iskustvo bi, prema tome, bilo zbir svih tih trenutaka koji se dešavaju stalno kroz naše telo – dok mozak i neuroni čine da skupnom tačkom svih tih kolapsa ona biva objedinjena u jedan generalni događaj, kolaps talasne funkcije na nivou čitavog tela, koji nas potom svešću definiše jedinkom. Na ovoj ideji je upravo i bazirana malopre pomenuta OOR teorije (Orcherstated Objective Reduction), iliti Orkestrirane objektivne redukcije, koju imate priloženu u PDF na detaljniji uvid, i upravo ona služi Penrouzu da se na nju osloni u objašnjavanju inicijalnog kolapsa talasnih funkcija unutar mikrotubula koje potom, verovatno, postaju jedna jedinstvena talasna funkcija našeg organizma. Prema njegovom razumevanju to se dešava kada superpozicije različitih zakrivljenja prostor-vremena, koje odgovaraju različitim kvantnim stanjima, dostignu određeni prag, uzrokujući izbor jednog generalnog kvantnog stanja. Najverovatnije mozak koristi taj kolaps kao deo svog mehanizma obrade informacija, što potom dovodi do svesnog iskustva i što, isto tako, omogućava i prelazak skok s klasične računarske obrade informacija.

Penrouzov predlog počiva na tri stuba:

MIKROTUBULE tvore sredinu pogodnu za kvantna stanja

Zbog svoje karakteristične kristalolike strukture mikrotubule imaju tendenciju da na određeni način proizvode dovoljno dugo nenarušiva kvantna stanja. Ipak, ceo taj proces još uvek nije naučno dovoljno dobro pojašnjen.

ANESTEZIJA utiča na kvantna stanja unutar mikrotubula

Efekat anestezije utiče na ova delikatna kvantna stanja i narušava njihovu neodređenost unutar ovih ćelijskih minijaturnih cilindara, izazivajući gubitaj svesti.

GRAVITACIONI uticaj na ceo proces

Prema mišljenju Ser Penrouza gravitacija takođe igra važnu ulogu u ovom procesu samim time sila gravitacija (uticaj mase) dovodi na prirodnog kolapsa kvantnih stanja što i uzrokuje svest. Time kao nusproizvod dobijamo ključ ovog problema – efekat svesti.

.

Na osnovu svega što smo do sada ukratko prošli, sve možemo na sledeći način podvući:

I MOZAK (kao i ostali delovi naših tela) poseduje mikrotubule;

II MIKROTUBULE na bazi svoje strukture tvore kvantna stanja;

III KVANTNA STANJA dovode do pojave kolabirajućih kvantnih talasa;

IIII kao rezultat celog procesa dobijamo SVEST.

Jasno je da je nauka dugo vremena bila u problemu da bilo šta od ovih tvrdnji empirijski testira, jer jednostavno nije bilo tehnoloških uslova za to. No to se sada promenilo jer su se mnoge eksperimentalne procedure vidno poboljšale i uznapredovale, te se došlo do određenih načina kako ovako, još uvek egzotične, pretpostavke zaista možemo i testirati i videti šta je od svega toga moguće i verovatno i ako tako jeste – u kolikoj meri je i izvesno u datim okolnostima – odnosno u telesnom okruženju, koje sve samo ne kvantno pogodno [sic]. Jer jasno je da su uslovi u kojima je životinjski, ljudski mozak smešten izuzetno nepovoljni za očekivanje bilo kakvih kvantnih efekata da se dogode. Ipak, postoje posebni eksperimenti s mikrotubulama na bi li videli da konkretno one mogu na bilo koji način da ispolje kvantne efekte i pod kojim tačno uslovima.

Godine 2022. dobili smo prve rezultate ovih testiranja zahvaljujući italijanskoj naučnoj zajednici čiji fizičari su došli do prvih rezultata koji su, na žalost bili ipak negativni. Ono šta su tada testirali bilo je to da li gravitacija zaista može da dovede do kolapsa talasne funkcije pod okolnostima koje su postavili Penrouz i Hemerof. Polazna pretpostavka bila je da će objekti veće mase mnogo brže iskusiti kolaps talasne funkcije (quantum wave function, Ψ) i da jedan ovakav događaj mora biti propraćem emitovanjem svetlosti određenog spektra, kao nusproizvod. I obzirom na negativan rezultat tada je  Orch-OR teorija dodatno dobila na negativnom prizvuku u naučnim krugovima. No, već 2023. godine stvari se menjaju te dva naredna eskperimenta bacaju pozitivno svetlo na ovu teoriju o nastansku svesti kvantnim putem.

U narednom eksperimentu cilj je bio da se vidi da li uticaj anestetika direktno i negativno utiče na mikrotubule (na slici desno). Obzirom kako mikrotubule poseduju hemijske karakteristike za ispoljavanje flourescentnosti baš to je i uzeto kao osnovni parametar da bi se videlo da li primenom Ksenona (Xe) na njih ova pojava gubi na intenzitetu, ili na bilo koji drugi način utiče. Ono što je dobijeno upravo je bilo to da je flourescentnost mikrotubula bila izmenjena, odnosno značajno odložena (za 20%). Anestetik je uticao na ovu njihovu prirodnu sklonost. Ovime je po prvi put empirijski pokazano da postoji uticaj između anestezije i ovih ćelijskih struktura i time je po prvi put potvrđeno ono što je Stjuart Hemerof govorio još 80ih godina XX veka. No, ovo je i dalje daleko od konačnog dokaza za pretpostavku svesti baziranu na kvantnoj mehanici, jer ni jedan od ovih efekata dobijenih eksperimentom nije kvantan.

Ali – krešendo!

Tako je ostalo samo do naredne 2024. godine, čime se vraćamo na članak kojime ovaj tekst i otvaramo.

Kao što naslov članka i sugeriše, u opitu iz ’24. godine korišćena je mega-mrežasta struktura na bazi Triptofana s ciljem demonstriranja prvog ikada dokaza za postajanje kvantnih efekata u mikrotubulama. Razlog za ovaj eskepriment je svakako bio i taj da osim što postoje tehnički uslovi, sada je zvanična nauka konačno prepoznala specifičnosti ove biološke strukture koja nalikuje na kristal, formu koja je zaista potencijalno sklona ispoljavanju kvantnih efekata pod određenim okolnostima i uslovima. Time je i pre ovog poslednjeg eksperimenta javno podvučeno da su mikrotubule zaista jak kandidat za ispoljavanje različitih tipova kvantne isprepletanosti, te još uvek bizarne kvantne pojave koja deluje kao da prkosi zakonima fizike, ispoljavajući karakteristike prenosa informacija brže od brzine svetlosti. Instant! Ideja koja je svakako do sada razmatrana u mnogim drugim naučnim radovima, ali koja nikada pre nije bila i empirijski dokazana.

Drugim rečima, kvantna sprega predstavlja fenomen kada grupa čestica nastaje, međusobno deluje ili deli prostornu blizinu na takav način da se kvantno stanje svake čestice u grupi ne može opisati nezavisno od stanja druge čestica. Čak i onda kada su čestice enormno udaljene, kada deluje da dolazi do prenosa informacije brže od brzine svetlosti [kao da su čestice spojene putem neke od dodatnih dimenzija prostorvremena te se prenos podataka među njima vrši na druge nama nedostupne načine, one koji iz naše perspektive nalikuju kršenju fizičkih zakonitosti, odnosno brzine svetlosti]. Tema kvantne isprepletanosti u centru je razlike između klasične i kvantne fizike: ona je osnovna karakteristika kvantne mehanike koja nije prisutna u klasičnoj mehanici.

Postavka je posve logična:

Mikrotubule su ovoga puta složenije aranžirane, a njihova fluoroscentna priroda dodatno je iziritirana prekomernim izlaganjem UV zračenju, te su one počele da reflektuju svetlost kojoj su bile izlolžene. No, sada zbog složenije forme, kao i njihove prirodne strukture na osnovu koje su načinjene, one su počele da ispoljavaju efekte superzračenja (superradiance – pojačana forma radijacija usled pojave kvantnih efekata). To je najverovatnije bilo uzrokovano grupnom interakcijom složenog, simetričnog aranžmana mikrotubula što je rezultovalo pojavom svetlosti u formi pulsa visokog intenziteta, suprotno onogme što bi se očekivalo sa stanovišta klasičnog seta fizičkih zakonitosti. Samim time da je bilo reči samo o jednom molekulu Triptofana, ili svega nekoliko njih, ništa od ovoga se ne bi na ovakav način odigralo. Ne bez ove složenije strukture. Tako je na posletku dobijen fizički dokaz za pojavu kvantnog efekta zaslužnog za ispoljavanje jače fluorocentričnosti – sve to unutar strukture mikrotubula.

Time je pokazano da ove strukture zaista mogu da proizvode kvantne efekte čije su implikacije sasvim dovoljne za dalja istraživanja pojave svesti bazirane na ovom tipu kvantnih mehanizma. I dovoljno da unuduće ova teorija ne bude odbacivana, već se sada mora uzimati u obzir pri donošenju budućih zaključaka.

Ovo naravno nije krunski dokaz dâ je svest suštinski kvantne prirode, makar ne još, niti da je tako nešto nemoguće. Svakako je reč i o velikom proboju na polju kvantne biologije takođe, jer je dodatni cilj i to da se dođe do razumevanja u vezi s kvantnim efektima i u drugim biološkim okvirima. Ukoliko ove rezultate potvrde budući još detaljniji eksperimenti i ako i oni budu na strani pretpostavke da je svest kvantne prirode i da su za nju odgovorne mikrotubule, te kvantni procesi unutar njih, onda je to svakako od ogromnog značaja i za mnoga druga polja naučnih istraživanja. Posebno za ona u medicinske svrhe. Na primer, bilo od posebnog značaja za istraživanje degenerativnih moždanih poremećaja koji uništavaju neurone i neuronske veze u moždanoj kori mozga što dalje ume da vodi ka gubitku moždane mase i neminovnog narušavanja funkcija i svesnosti pojedinca. Jedna od bolesti iz tog spektra upravo je Alchajmer (Alzheimer’s disease, AD) za koji je već sada znakovito to što postoje naznake da je jedan od uzročnika proteinsko gomilanje koje vodi ka razgradnji upravo strukture mikrotubula unutar neurona. I ne samo u slučaju AD-a, već i u mnogim drugim primerima demencije – obrazac moždane destrukcije je isti. Tu vidimo izuzetno jasne pokazatelje koji upućuju na značaj mikrotubula za pojavu, razvoj ali i očuvanje svesti.

Ukoliko se na kraju kvantni efekat ispostavi jednim od primarnih mehanizama, a obzirom da već baratamo iskustvom i znanjem na tom polju i koliki je uticaj elektromagnetizma, već sada se nazire mogućnost za mnoge neinvazivne metode terapija sličnih poremećaja i bolesti, konkretnije – elektromagnetnom terapijom koja bi na taj način bila primenljiva na različite pojave demencije, Alchajmera i mnogih drugih kognitivnih problema. Sve to direktnim uticajem na mikrotubule korigujući njihova prirodna strukturalna svojstva (zadužena i za genezu svesti, između ostalog).

Na kraju, nakon kvalitetne mešavine nauke, filozofije i spekulacija red je i da završimo sa svojevrsnim odricanjem od odgovornosti.

Ono što superradijacija mikrotubula definitivno pokazuje i dokazuje jeste da postoje određeni kvantni procesi koji se dešavaju u našim telima i mozgovima iako svi ovi dokazi i eksperimenti koje smo pobrojali nisu nužno povezani sa svešću, već su to čvrste naznake u kojim pravcima bi trebali da usmerimo našu pažnju u budućnosti. Svest u ovom kontekstu ima smisla samo ako prihvatite argumente koje su izneli Rodžer Penrouz, Stjuart Hemerof i Džon Lukas, zato za sada ostavljamo na vama, onima koji čitate ovaj tekst, da zauzmete lični stav spram ove teme i načina prilaska potencijalnom reševanju problema geneze svesti jer do konačnog odgovora još ima vremena. Makar vaš stav bio i filozofske prirode – jer o ovome svakako valja duvlje promišljati. Svakako je potrebno još puno vremena, rada i resursa da bi se utvrdili stvarni okviri za kvantnu obradu informacija koja se, potencijalno, dešava u mikrotubulama i da se, u nekom trenutku, ustanove konkretni mehanizmi kojima bi ovaj fenomen mogao da bude odgovoran za genezu naše svesti iz kolapsa talasne funkcije.

Za P.U.L.S.E Dražen Pekušić

arsmagine.com/objavljivani-tekstovi/kvantna-priroda-svesti/

  Filozofija, fizika, kvantna mehanika, medicina, Nauka