บทสรุป
แรงจูงใจที่เกิดขึ้นซ้ำๆ ในการนำทฤษฎีควอนตัมมาใช้ในจิตเวชศาสตร์และประสาทวิทยาศาสตร์คลินิกที่เกี่ยวข้องคือการกล่าวอ้างว่า คำอธิบายทางคอมพิวเตอร์/ชีวประสาทวิทยามาตรฐานนั้นยังอธิบายคุณลักษณะหลักของอัตวิสัยได้ไม่เพียงพอ ซึ่งรวมถึง "กลไกที่สมองสร้างความคิดและความรู้สึกยังคงไม่เป็นที่รู้จัก" และ "การคำนวณเพียงอย่างเดียวไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมเราจึงมีความรู้สึก ความตระหนักรู้ และ 'ชีวิตภายใน'" [1] ในบริบทนี้ ผู้เขียนหลายคนแย้งว่า "คุณลักษณะของจิตสำนึกที่ยากจะเข้าใจในแง่ของประสาทวิทยาศาสตร์แบบดั้งเดิมได้กระตุ้นให้เกิดการประยุกต์ใช้ทฤษฎีควอนตัม" โดยวางตำแหน่งแบบจำลองควอนตัมเป็นความพยายามที่จะอธิบายเรื่องจิตสำนึก ความเป็นผู้กระทำการ (agency) และปรากฏการณ์ทางคลินิกที่เกี่ยวข้อง เช่น การสูญเสียสติสัมปชัญญะที่เกิดจากการวางยาสลบ [2, 3]
จากเอกสารที่นำเสนอในที่นี้ "ควอนตัม" เข้าสู่จิตเวชศาสตร์ใน (อย่างน้อย) สองทางที่แตกต่างกัน: (i) สมมติฐานเชิงกลไกที่เสนอสถานะที่ไม่เป็นไปตามกลศาสตร์ดั้งเดิมซึ่งเกิดขึ้นทางชีวภาพ (เช่น ความสอดคล้องของ microtubule และแบบจำลองการยุบตัวเชิงวัตถุวิสัย) และ (ii) กรอบคณิตศาสตร์ที่เป็นทางการ (quantum probability / แบบจำลอง Hilbert-space) ที่ใช้เพื่อแสดงรูปแบบที่เป็นไปตามบริบท กำกวม หรือไม่เป็นไปตามกลศาสตร์ดั้งเดิมในพุทธิปัญญาและพยาธิสภาพทางจิต [4] แหล่งข้อมูลบางแห่งสนับสนุนการขับเคลื่อนนี้อย่างชัดเจนบนพื้นฐานของการนำไปใช้จริง โดยโต้แย้งถึง "วิธีการที่เป็นไปได้ในการบูรณาการประสาทวิทยาศาสตร์เชิงทดลองเข้ากับแบบจำลองควอนตัมเพื่อจัดการกับประเด็นที่ยังคงค้างคาในพยาธิสภาพทางจิต" และยังเสนอ "การวางรากฐานของโรคทางจิตเวช" ในปรากฏการณ์ทางจุลฟิสิกส์ควอนตัม [1, 5]
Orch-OR
Orchestrated Objective Reduction (Orch-OR) เป็นทฤษฎีจิตสำนึกเชิงควอนตัมที่ได้รับการพัฒนามากที่สุดและถูกอ้างถึงบ่อยที่สุดในชุดข้อมูลนี้ และถูกนำเสนอซ้ำๆ ว่ามีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับปรากฏการณ์จิตสำนึกที่ควบคุมได้ทางคลินิก (โดยเฉพาะการวางยาสลบ) และในเชิงคาดการณ์ที่กว้างขึ้น เกี่ยวข้องกับความเจ็บป่วยทางจิตผ่านความผิดปกติของ microtubule/cytoskeletal และขอบเขตอาการที่เกี่ยวข้องกับจิตสำนึก [6–8]
ข้อเสนอหลัก
ข้อเสนอหลักของ Orch-OR คือ "จิตสำนึก" นั้นเกิดจาก "การคำนวณเชิงควอนตัมใน microtubules ภายในเซลล์ประสาทสมอง" มากกว่าที่จะเกิดจากการประมวลผลข้อมูลในระดับไซแนปส์หรือเครือข่ายเพียงอย่างเดียว [6, 7] ภายใต้กรอบแนวคิดนี้ สถานะของ microtubule จะถูกปฏิบัติเหมือนเป็นซูเปอร์โพซิชันที่คล้ายคิวบิต (qubit-like superpositions) ซึ่งสามารถ "รวมตัวกันด้วยการพัวพัน (entanglement)... จนกระทั่งเกิดการลดรูป หรือการ 'ยุบตัว' ไปสู่สถานะเอาต์พุตที่แน่นอน" และคำอธิบายของ Orch-OR เน้นย้ำว่าการแกว่งของ microtubule "พัวพัน คำนวณ และสิ้นสุด ('การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น') โดย Penrose objective reduction ('OR')" [6, 7]
คุณลักษณะที่โดดเด่นคือจุดยืนเรื่องการยุบตัวเชิงวัตถุวิสัยของ Penrose: "แทนที่จะให้จิตสำนึกเป็นตัวการทำให้เกิดการยุบตัว/การลดรูป Penrose เสนอว่าการยุบตัว/การลดรูปนั้นเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ" โดยการยุบตัวนั้นเชื่อมโยงกับคุณสมบัติของจักรวาลที่เชื่อมต่อกับ ('ต้นกำเนิด') จิตสำนึก [9] สูตรที่เกี่ยวข้องอธิบาย OR ว่าเป็น "ฟิสิกส์ใหม่ของการยุบตัวเชิงวัตถุวิสัย... [ซึ่งอ้างอิงถึง] รูปแบบหนึ่งของแรงโน้มถ่วงควอนตัม" และให้คำจำกัดความของขณะแห่งจิตสำนึกว่าเกิดขึ้นเมื่อความสอดคล้องของซูเปอร์โพซิชันคงอยู่จนถึง "เกณฑ์เชิงวัตถุวิสัย... ที่เกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงควอนตัม" ซึ่งเมื่อถึงจุดนั้นระบบจะ "ลดรูปตัวเอง (การยุบตัวเชิงวัตถุวิสัย: OR)" [10]
ในข้อเขียนเกี่ยวกับ Orch-OR หลายฉบับ เหตุการณ์การลดรูปเหล่านี้ถูกกำหนดให้เป็นค่าแบบไม่ต่อเนื่อง (discretized) และเชื่อมโยงกับจังหวะเวลาทางจิตฟิสิกส์: การคำนวณเชิงควอนตัมถูกอธิบายว่าเป็น "เหตุการณ์ที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งมีระยะเวลาประมาณ 25 msec (ควบคู่ไปกับ EEG แบบ gamma synchrony)... ซึ่งสิ้นสุดในขณะแห่งจิตสำนึก (เช่น ที่ 40 Hz)" [3] คำแถลงที่สอดคล้องกันอย่างใกล้ชิดอธิบายว่า Orch-OR ระบุ "ขณะแห่งจิตสำนึกที่ไม่ต่อเนื่อง" กับการคำนวณเชิงควอนตัมของ microtubule "40/s ควบคู่ไปกับ EEG แบบ gamma synchrony" [11]
Orchestration และ MAPs
"Orchestration" (การจัดระเบียบ) ของ Orch-OR มักถูกอ้างว่าเป็นผลมาจากการควบคุมทางชีวภาพเหนือพลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับไมโครทูบูล (MAPs) [12] แหล่งข้อมูลหลายแห่งเสนอว่าการยึดเกาะของ MAP จะ "ปรับ" การแกว่งเชิงควอนตัมของ microtubule และ "จัดระเบียบ" ผลลัพธ์ของการยุบตัวที่อาจเกิดขึ้น ซึ่งจะช่วยกำหนดว่า "สถานะเอาต์พุต" แบบคลาสสิกใดของ tubulin ที่จะเกิดขึ้นจริง และพวกมันทำหน้าที่ทางประสาทสรีรวิทยาอย่างไรหลังจากการลดรูป [12, 13]
หลักฐานและการพยากรณ์
แรงจูงใจเชิงประจักษ์ที่เป็นศูนย์กลางในวรรณกรรม Orch-OR คือการวางยาสลบ โดยมีการอ้างว่ายาสลบ "ลบจิตสำนึกโดยเลือกผ่านอันตรกิริยาเชิงควอนตัมภายใน microtubules" ซึ่งเชื่อมโยงปรากฏการณ์ทางคลินิกที่ควบคุมได้เข้ากับกลไกเฉพาะในระดับ microtubule [6] สูตรที่เกี่ยวข้องเสนอการคาดการณ์ที่สามารถทดสอบได้: "ความสัมพันธ์ระหว่างการลดทอนจังหวะควอนตัมใน microtubules ของยาสลบ และประสิทธิภาพทางคลินิกของยาสลบ จะช่วยยืนยันว่า 'Orch' เป็นสิ่งที่สัมพันธ์กับประสาทวิทยา (ระดับย่อย) ของจิตสำนึก" [6] บทความ Orch-OR ที่โดดเด่นฉบับหนึ่งระบุอย่างชัดเจนว่าการคาดการณ์นี้อาจเป็นข้อพิสูจน์ว่าเป็นเท็จ: "หากไม่พบการแทรกสอดเชิงควอนตัมใน tubulin/microtubules หรือหากพบแต่ไม่ถูกลดทอนโดยยาสลบ Orch (และ Orch OR) ก็จะถือว่าเป็นเท็จ" [7]
แหล่งข้อมูลหลายแห่งยังชี้ไปที่ผลกระทบเชิงควอนตัมของ microtubule ที่อุณหภูมิห้องว่าเป็นภูมิหลังเชิงประจักษ์ที่เกี่ยวข้อง โดยยืนยันว่า "การทดลองได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบเชิงควอนตัมที่ไม่ธรรมดาใน MTs ที่อุณหภูมิห้องแล้ว" [14] งานวิจัยล่าสุดถูกอธิบายว่าเป็นการชี้นำถึงการส่งผ่านทางทัศนศาสตร์ควอนตัมที่เกินความคาดหมายแบบคลาสสิก โดยรายงานว่า "การแพร่กระจายของเอ็กไซตอน (exciton) ที่ถูกกระตุ้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตผ่าน microtubules นั้นเกินความคาดหมายแบบคลาสสิก... ซึ่งบ่งชี้ถึงผลกระทบทางทัศนศาสตร์ควอนตัม" [15]
ในด้านประสาทสรีรวิทยา Orch-OR มักถูกพูดถึงร่วมกับ gamma-band synchrony และการสูญเสียความสอดคล้องของแกมมาจากการวางยาสลบ: การสูญเสียสติสัมปชัญญะระหว่างการวางยาสลบทั่วไปถูกอธิบายว่าเป็น "การหายไปของความสอดคล้องของ EEG แกมมาส่วนหน้า-หลัง" ซึ่งจะกลับคืนมาเมื่อตื่นขึ้น [3] อีกหนึ่งจุดเชื่อมโยงที่ถูกเสนอจากพลศาสตร์ระดับ microtubule ไปยัง EEG คือสมมติฐาน "ความถี่บีต" (beat frequencies) ซึ่งถูกนำเสนอในฐานะ "แหล่งที่มาที่เป็นไปได้ของ... สิ่งที่สัมพันธ์กับจิตสำนึกใน EEG ที่สังเกตได้" [16]
การขยายผลเชิงประจักษ์เพิ่มเติมใช้การกระตุ้นด้วยอัลตราซาวด์ผ่านกะโหลกศีรษะ (TUS) เป็นตัวปรับแต่งที่เป็นไปได้ของพลศาสตร์ระดับ microtubule โดยรายงานผลการทดลองนำร่องว่าการใช้ "8 เมกะเฮิรตซ์... กับบริเวณขมับ... พบว่าอารมณ์ดีขึ้นเป็นเวลา 40 นาทีหลังจากทำอัลตราซาวด์" [17] รายงานฉบับเดียวกันนี้เสนอแนะงานวิจัยติดตามผลและเสนอเป้าหมายทางคลินิกสำหรับการทดลอง TUS โดยระบุชื่อ "PTSD" และ "โรคซึมเศร้า" อย่างชัดเจนในกลุ่มการประยุกต์ใช้ที่แนะนำ [17]
สุดท้ายนี้ รายงานที่เกี่ยวข้องกับ Orch-OR ฉบับหนึ่งได้ขยาย "ช่องทางควอนตัม" ของ microtubule ไปสู่ยาที่มีฤทธิ์ต่อจิตประสาท โดยอ้างว่า "ยาหลอนประสาท (psychedelic drugs)... สามารถจับในช่องทางควอนตัมใน tubulin" และอาจ "เพิ่มความถี่ของเรโซแนนซ์ขั้วคู่ควอนตัมของ microtubule และเหตุการณ์ Orch OR" ซึ่งจะทำให้เกิดการ "ขยาย" จิตสำนึก [17]
การวิพากษ์วิจารณ์และข้อจำกัด
การวิพากษ์วิจารณ์มุ่งเน้นไปที่ทั้งความสมเหตุสมผลทางฟิสิกส์และการขยายขนาดทางชีวภาพ โดยมีความกังวลเรื่องการสูญเสียความสอดคล้อง (decoherence) ถูกบันทึกไว้บ่อยครั้งในวรรณกรรมที่ใกล้เคียงกับ Orch-OR (เช่น "การสูญเสียความสอดคล้อง... จะทำลายสถานะควอนตัมก่อนที่มันจะส่งผลกระทบต่อกิจกรรมของสมองได้") [18] การทบทวนเชิงวิพากษ์ในวงกว้างเกี่ยวกับแนวทางควอนตัมต่อจิตสำนึกเน้นย้ำถึงช่องว่างของหลักฐานในระดับกลไก โดยระบุว่า "จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการศึกษาใดที่แสดงให้เห็นถึงการพัวพัน ความสอดคล้องที่ยาวนาน หรือพลศาสตร์การยุบตัวในเนื้อเยื่อประสาทภายใต้เกณฑ์การดำเนินงานที่เทียบได้กับที่ใช้ในระบบควอนตัมที่ถูกควบคุม" [4]
การวิพากษ์วิจารณ์เชิงปริมาณที่เฉพาะเจาะจงมุ่งเป้าไปที่การกำหนดพารามิเตอร์ทางชีวภาพของ Orch-OR โดยโต้แย้งว่าการประมาณจำนวน tubulin ที่อ้างถึงบ่อยครั้งนั้นมีที่มาไม่ถูกต้อง: "ไม่มีที่ใดใน [Yu และ Baas (1994)] ที่ประมาณการว่ามี tubulin dimer ต่อเซลล์ประสาท" และการสร้างแบบจำลองใหม่ที่บ่งบอกถึง "tubulin dimers" ต่อเซลล์ประสาทถูกนำมาใช้เพื่อโต้แย้งว่า (ภายใต้ข้อสันนิษฐานเฉพาะ) "มีเซลล์ประสาทเพียง 15 เซลล์เท่านั้นที่มีส่วนร่วมในแต่ละเหตุการณ์แห่งจิตสำนึก" ซึ่งเป็นการท้าทายการอ้างเรื่องการขยายขนาดของ Orch-OR [19]
การวิพากษ์วิจารณ์อื่นๆ เน้นย้ำถึงสถานะที่ไม่สมบูรณ์ของทฤษฎีและความหลากหลายของการนำแบบจำลองการยุบตัวไปใช้ โดยสังเกตว่า "Orch OR ไม่ใช่แบบจำลองของความเป็นจริงที่สมบูรณ์แต่เป็นงานที่ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา" และ "มีหลายวิธีที่สามารถทำให้แนวคิดพื้นฐานเหล่านี้แม่นยำได้ ดังนั้นจึงมี 'รุ่นย่อย' มากมาย" ดังนั้นการตัดความเป็นไปได้จากการทดลองอาจ "ตัดเฉพาะรุ่นย่อยกลุ่มเล็กๆ ออกไป" มากกว่าที่จะเป็นการหักล้างโครงการทั้งหมด [20]
Quantum brain dynamics
ประเพณีหลักประการที่สองคือ quantum brain dynamics (QBD) และแนวทางทฤษฎีสนามควอนตัมที่เกี่ยวข้อง ซึ่งมุ่งหมายที่จะอธิบายการทำงานของสมอง "ภายในขอบเขตของทฤษฎีสนามควอนตัม" และถือว่าฟังก์ชันขั้นสูงเช่นจิตสำนึกและความจำนั้นเกิดขึ้นจากพารามิเตอร์ลำดับระดับมหภาคและพลศาสตร์ของสนาม มากกว่าที่จะเกิดจากการคำนวณในเครือข่ายเซลล์ประสาทเพียงอย่างเดียว [21, 22]
คำอธิบายที่เป็นตัวแทนหนึ่งนำเสนอ "กรอบควอนตัมใหม่สำหรับการสืบสวนฟังก์ชันขั้นสูงของสมอง เช่น จิตสำนึกและความจำ" โดยวางรากฐานอย่างชัดเจนใน "ทฤษฎีสนามควอนตัมที่ริเริ่ม... โดย... Hiroomi Umezawa" [22] ในภาพนี้ "ความจำ" ถูกอธิบายว่าถูกเก็บไว้ใน "สถานะของลำดับระดับมหภาค" และ "จิตสำนึก" ถูกอธิบายว่าเกิดขึ้นจริงโดย "พลศาสตร์การกำเนิดและการทำลายล้างของควอนตัมพลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและสนามโมเลกุลของน้ำและโปรตีน" [22]
งานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับ QBD เสนอกลไกทางทัศนศาสตร์ควอนตัมที่เฉพาะเจาะจงใน microtubules ซึ่งรวมถึงการแผ่รังสีแบบรวมกลุ่ม ("superradiance") และการแพร่กระจายแบบไม่เชิงเส้น ("self-induced transparency") [23] ในกรอบการทำงานนั้น "การคำนวณทางทัศนศาสตร์แบบ superradiant ในเครือข่ายของ microtubules... อาจเป็นรากฐานสำหรับพุทธิปัญญาเชิงชีวโมเลกุลและเป็นพื้นฐานสำหรับจิตสำนึก" และ "การวางยาสลบแบบทั่วไปอาจอธิบายได้จากการสกัดกั้นเหตุการณ์ในระดับควอนตัม" ที่สนับสนุนพลศาสตร์ระดับมหภาคที่ทำงานร่วมกัน [23] คำแถลงที่สอดคล้องกันในทำนองเดียวกันเสนอว่า "โมเลกุลของก๊าซยาสลบยับยั้งจิตสำนึกได้แบบผันกลับได้โดยการจับแบบอ่อน... ในบริเวณที่ไม่ชอบน้ำของโปรตีน" และสรุปว่าหาก "ความสอดคล้องทางทัศนศาสตร์ควอนตัมใน microtubule... เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับจิตสำนึก" ยาสลบ "ต้องยับยั้งมันในทางใดทางหนึ่ง" [24]
Quantum cognition
Quantum cognition (QC) ใช้คณิตศาสตร์ทฤษฎีควอนตัมเป็นภาษาที่เป็นทางการสำหรับพุทธิปัญญา โดยเสนอว่าพลศาสตร์ทางจิตสามารถแสดงแทนได้ด้วย "สถานะ" ที่ไวต่อบริบทและโครงสร้างความน่าจะเป็นที่ไม่เป็นไปตามกลศาสตร์ดั้งเดิม แทนที่จะสันนิษฐานว่ามีข้อเสนอแบบคลาสสิกที่เสถียรและความน่าจะเป็นแบบ Kolmogorovian ในทุกโดเมนพุทธิปัญญา [25]
การทบทวน QC ที่เน้นทางคลินิกฉบับหนึ่งระบุว่า QC "เสนอโครงสร้างทางทฤษฎีที่เป็นทางเลือกแทนตรรกะแบบคลาสสิก" สำหรับปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น "ความลังเล (ambivalence) ความตั้งใจที่ทับซ้อนกัน และการเปลี่ยนมุมมองอย่างกะทันหัน" และโต้แย้งว่าสมการทฤษฎีควอนตัม "ช่วยให้เราสามารถแสดงพลศาสตร์ทางจิตที่เป็นทางการซึ่งมีลักษณะของความลังเล ความผันผวนของการตัดสินใจ ความไวต่อบริบท และพฤติกรรมที่ไร้จิตสำนึก" [25] บทความนี้ชี้ให้เห็นถึงความเกี่ยวข้องทางคลินิกอย่างชัดเจนโดยอ้างว่าลักษณะเหล่านี้ "ชัดเจนมาก" ใน "ความผิดปกติของบุคลิกภาพ... ที่มีลักษณะของความไม่มั่นคงทางอารมณ์" และยกตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม: "ผู้ป่วยก้ำกึ่ง (borderline patient) อาจปรารถนาและกลัวความใกล้ชิดของบุคคลสำคัญในเวลาเดียวกัน" [25]
การทบทวนเชิงวิพากษ์ที่กว้างขึ้นของแนวทางควอนตัมต่อจิตสำนึกทำให้เห็นความแตกต่างที่สำคัญระหว่างรูปแบบที่เป็นทางการแบบ QC และข้อเสนอสมองควอนตัมเชิงกลไก โดยระบุว่าหลักการควอนตัมอาจให้ประโยชน์ "ในฐานะกรอบคณิตศาสตร์ที่เป็นทางการสำหรับการสร้างแบบจำลองพุทธิปัญญาเชิงบริบท" หรือ "ในฐานะสมมติฐานเชิงกลไกที่เสนอสถานะที่ไม่เป็นไปตามกลศาสตร์ดั้งเดิมซึ่งเกิดขึ้นจริงทางชีวภาพ" [4] นอกจากนี้ยังกำหนดมาตรฐานของหลักฐานสำหรับข้อเสนอเชิงกลไก โดยเน้นย้ำว่า "คำถามที่สำคัญไม่ใช่ว่าสมองเป็นควอนตัมหรือไม่ แต่พลศาสตร์ของมันเกินกว่าความสามารถในการอธิบายของแบบจำลองคลาสสิกที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครณ์หรือไม่" [4]
ความเชื่อมโยงทางคลินิก
วรรณกรรมที่นำเสนอในที่นี้เชื่อมโยงแบบจำลองควอนตัมเข้ากับจิตเวชศาสตร์ตามแกนที่มีความสำคัญทางคลินิกหลายประการ ซึ่งรวมถึงโรคจิตและการรบกวนของตัวตน ความผิดปกติทางอารมณ์ การวางยาสลบและการเปลี่ยนแปลงจิตสำนึกที่ควบคุมได้ และความผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับเวลา/ความเป็นผู้กระทำการ ซึ่งผู้เขียนบางคนตีความว่าเกี่ยวข้องกับพยาธิสภาพทางจิตและเจตจำนง [3, 5, 11, 26]
โรคจิตเภท
การทบทวนที่มุ่งเน้นไปที่โรคจิตเภทเสนอ Orch-OR อย่างชัดเจนในฐานะ "ข้อเสนอที่น่าดึงดูดใจในการทำความเข้าใจชีววิทยาของจิตสำนึก" โดยระบุว่ามัน "เรียกใช้กระบวนการควอนตัมใน microtubules ของเซลล์ประสาท" และโต้แย้งว่าแบบจำลองนี้ "มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจโรคจิตเภท... เนื่องจากมี 'โครงร่าง' ของ microtubules ที่ใช้ร่วมกัน" [26] การทบทวนฉบับเดียวกันนี้จัดให้โรคจิตเภทเป็นความผิดปกติของจิตสำนึก โดยอ้างหลักฐานสำหรับ "ความผิดปกติของตัวตน การรับรู้เวลาที่ผิดปกติ ตลอดจนการยึดโยงความตั้งใจ (intentional binding) ที่บกพร่อง" และเชื่อมโยงสิ่งเหล่านี้กับ "การแกว่งของประสาทที่ผิดปกติรวมถึงความผิดปกติของ microtubule" ซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปว่า "โรคจิตเภทเป็นความผิดปกติของจิตสำนึกที่อาจเกิดจากความผิดปกติของ microtubule" [26]
แนวทางอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับโรคจิตเภทเป็นไปในเชิงรูปแบบหรือเชิงเปรียบเทียบมากกว่าเชิงจุลฟิสิกส์ เช่น ข้อเสนอของ "ตรรกะควอนตัม... ของจิตไร้สำนึกตามแนวคิดจิตพลวัต" โดยมีการอ้างว่า "ตรรกะควอนตัมเบื้องหลังนี้... ยังเป็นตรรกะที่โดดเด่น... ของโรคจิตเภท" และข้อเสนอแนะที่ว่านักจิตบำบัดอาจเรียนรู้ "ภาษาเมตาเชิงควอนตัม (Quantum Meta-language) ที่เป็นทางการ" เพื่อสื่อสารกับผู้ป่วยได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น [27]
ในวงกว้างขึ้น บทความเกี่ยวกับกระบวนทัศน์ควอนตัมเสนอแนวทางการจับคู่จากตัวอธิบายสถานะควอนตัมไปสู่ปรากฏการณ์วิทยาของโรคจิต โดยเสนอว่า "การเปลี่ยนจากสถานะสมองควอนตัมที่สอดคล้องไปสู่สถานะที่ไม่สอดคล้องกันอาจเป็นเครื่องบ่งชี้ประสาทวิทยาที่สัมพันธ์กับการรับรู้ในลักษณะโรคจิตเมื่อเกิดความผิดปกติ" และ "ความสัมพันธ์ของเฟสที่ไม่ตรงกัน" อาจ "ช่วยให้เข้าใจความผิดปกติของความคิดทางคลินิก" [28] บทความความคิดเห็นที่เน้นด้านจิตเวชศาสตร์ก็อ้างเช่นกันว่า "แนวทางควอนตัมอาจช่วยให้เราเข้าใจได้มากขึ้นเกี่ยวกับอาการประสาทหลอน อาการหลงผิด และความผิดปกติทางจิตอื่นๆ" [29]
โรคซึมเศร้าและความผิดปกติทางอารมณ์
โรคซึมเศร้าถูกกล่าวถึงในข้อเสนอที่มุ่งหวังจะเชื่อมโยงแบบจำลองควอนตัมเข้ากับพยาธิสภาพทางจิต โดยโต้แย้งว่าทฤษฎีควอนตัม "เสนอการเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้งต่อแนวทางในปัจจุบัน" และเสนอการบูรณาการเข้ากับประสาทวิทยาศาสตร์เชิงทดลองผ่าน "กระแสแห่งจิตสำนึก" และ "Gamma Synchrony (GS)" ใน EEG [5] ภายใต้กรอบการทำงานนั้น "ผู้ป่วยโรคซึมเศร้าขั้วเดียวสามารถมองได้ว่าเป็นบุคคลที่มีกระแสแห่งจิตสำนึกที่เปลี่ยนไป" โดยมี "เงื่อนงำ" ที่บ่งชี้ว่าโรคซึมเศร้าเกี่ยวข้องกับกระแสแห่งจิตสำนึกที่มี "กำลังที่เพิ่มขึ้น" และมีการอ้างอิงเชิงประจักษ์ที่เกี่ยวข้องว่า "Gamma synchrony... เพิ่มขึ้นในบางลักษณะ... ในบริเวณขมับ" [5]
การทบทวนด้านชีวประสาทวิทยาควอนตัมยังเสนอแนวทาง (ที่ยังคงเป็นการคาดการณ์) ที่เชื่อมโยงองศาอิสระเชิงควอนตัมเข้ากับการตอบสนองต่อการรักษาทางจิตเวช เช่น ข้อเสนอแนะที่ว่าประสิทธิภาพของ lithium "อาจเกิดจากการสูญเสียความสอดคล้องที่เพิ่มขึ้นซึ่งเกิดจากสปินของนิวเคลียสของ lithium ที่รวมอยู่ในโมเลกุล Posner" [30] ในเวลาเดียวกัน รายงานเรื่องอัลตราซาวด์ที่เกี่ยวข้องกับ Orch-OR อธิบายถึงผลของ "อารมณ์ที่ดีขึ้น" ทันทีหลังจากการกระตุ้นด้วย TUS ระยะสั้น และเสนอแนะการทดลองในอนาคตที่มุ่งเป้าไปที่สภาวะต่างๆ รวมถึง "PTSD" และ "โรคซึมเศร้า" [17]
การวางยาสลบและการเปลี่ยนสถานะจิตสำนึก
การวางยาสลบเป็นพื้นที่ทดสอบที่สำคัญในหลายประเพณีของแนวคิดเรื่องจิตใจเชิงควอนตัม เพราะมันเสนอการจัดการจิตสำนึกที่ควบคุมได้ทั้งในเชิงทดลองและทางคลินิก [3, 14] สูตรที่เน้น Orch-OR โต้แย้งเรื่อง "สมมติฐานควอนตัม" ซึ่งยาสลบทำให้หมดสติโดย "รบกวนสถานะควอนตัมรวมที่พัวพันกันอย่างละเอียดอ่อนของ neural MTs จำนวนมากซึ่งเป็นพื้นฐานโดยตรงของจิตสำนึก" และยังอ้างว่าความอ่อนไหวของสถานะที่สอดคล้องกันนี้ต่อการจับแบบอ่อนสามารถอธิบายได้ว่าทำไมยาสลบจึงดูเหมือนมีความจำเพาะเจาะจงต่อจิตสำนึกในปริมาณยาที่ปานกลาง [14]
แนวทาง microtubule/ควอนตัมอื่นๆ อ้างว่า "มีการระบุ 'ช่องทางควอนตัม' ใน microtubule ที่ยาสลบใช้ลบจิตสำนึกแล้ว" และยังเสนอ "ความถี่บีต" ของการสั่นสะเทือนของ microtubule เป็นตัวกลางที่เป็นไปได้ของสิ่งที่สัมพันธ์กับจิตสำนึกใน EEG ภายใต้การวางยาสลบและการตื่น [16] ในแบบจำลอง QBD/ทัศนศาสตร์ควอนตัม การวางยาสลบถูกจัดวางในทำนองเดียวกันว่าเป็นการสกัดกั้นเหตุการณ์ร่วมมือกันในระดับควอนตัม โดยมีการอ้างอย่างชัดเจนว่า "การวางยาสลบแบบทั่วไปอาจอธิบายได้จากการสกัดกั้นเหตุการณ์ในระดับควอนตัม" และก๊าซยาสลบยับยั้งจิตสำนึกผ่านการจับแบบอ่อนในบริเวณโปรตีนที่ไม่ชอบน้ำซึ่งอาจขัดขวางความสอดคล้องที่จำเป็น [24]
ความเป็นผู้กระทำการและเวลา
แหล่งข้อมูล Orch-OR หลายแห่งเชื่อมโยงการลดรูปควอนตัมเข้ากับความเป็นผู้กระทำการ (agency) และเจตจำนง โดยเสนอว่า "การลดรูป/ขณะแห่งจิตสำนึกแต่ละครั้งจะเลือกสถานะของ microtubule ที่เฉพาะเจาะจงซึ่งควบคุมการส่งสัญญาณของเซลล์ประสาท" และสิ่งนี้สามารถสนับสนุน "ความเป็นผู้กระทำการเชิงสาเหตุของจิตสำนึก" [31] ข้ออ้างที่เกี่ยวข้องคือการลดรูปสถานะควอนตัมทำให้เกิด "ความไม่เฉพาะที่ทางเวลา" (temporal non-locality) ซึ่งอาจส่งข้อมูล "ทั้งไปข้างหน้าและย้อนกลับ" ในเวลาที่รับรู้ และด้วยเหตุนี้จึง "รักษาเจตจำนงเสรีไว้ได้" [31]
คำอธิบาย Orch-OR ที่เน้นเรื่องเวลาอ้างว่า "จิตสำนึกเกิดจากการลดรูปสถานะควอนตัม (เชิงวัตถุวิสัย) ซึ่งสร้างกระแสของเวลา" และระบุอย่างชัดเจนว่า "ผลกระทบของเวลาย้อนกลับ... สามารถทำให้เกิดการควบคุมด้วยจิตสำนึกแบบเรียลไทม์ และรักษาเจตจำนงเสรีโดยจิตสำนึก" [9] คำแถลงอื่นยืนยันในทำนองเดียวกันว่า Orch-OR "สามารถทำให้เกิดความไม่เฉพาะที่ทางเวลา ส่งข้อมูลควอนตัมย้อนกลับไปในเวลาแบบคลาสสิก" โดยเชื่อมโยงสิ่งนี้กับข้ออ้างเชิงหลักฐานในด้านจิตวิทยาและประสาทวิทยาศาสตร์ และวางตำแหน่งให้เป็นวิธีแก้ปัญหาเรื่องเวลาของจิตสำนึก/ความเป็นผู้กระทำการที่ "สายเกินไป" [11] บทสรุปที่เน้นเรื่องเวลาอีกบทหนึ่งยืนยันว่ามี "รายงานที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับผลกระทบของเวลาย้อนกลับที่ดูเหมือนเกิดขึ้นในสถานะทางจิต" และให้ที่มาของกลไกที่เป็นไปได้จากข้อเสนอของ Penrose ที่ว่า OR มี "ผลย้อนหลัง" (retroactive effect) ที่ลบความโค้งของกาลอวกาศที่ไม่ถูกเลือก ซึ่งจะช่วยให้เกิดผลย้อนหลังใน "การรับรู้และการกระทำทางจิต" [32]
สถานะจากยาหลอนประสาท
ภายใต้คำอธิบายของ Orch-OR ที่ถือว่าช่องทาง microtubule ภายในเซลล์มีความเกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนจิตสำนึก รายงานฉบับหนึ่งอ้างว่ายาหลอนประสาทสามารถเข้าสู่เซลล์และ "จับในช่องทางควอนตัมใน tubulin" ซึ่งจะช่วยเพิ่มความถี่เรโซแนนซ์ของ microtubule และเหตุการณ์ Orch-OR และทำให้เกิดการ "ขยาย" จิตสำนึก [17]
แนวคิดที่ใช้ร่วมกัน
แม้ในกรณีที่ไม่ได้ถือว่าฟิสิกส์ควอนตัมเป็นกลไกของสมองตามตัวอักษร แต่แนวคิดหลายสายก็มีการใช้ชุดแนวคิดซ้ำๆ ที่สามารถจับคู่กับปรากฏการณ์ทางจิตเวชได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการอยู่ร่วมกันของแนวโน้มที่เข้ากันไม่ได้แบบซูเปอร์โพซิชัน, การปรับปรุงสถานะหรือ "การยุบตัว" ในฐานะเหตุการณ์การตัดสินใจ/การผูกมัด, ความเป็นองค์รวมแบบการพัวพันในฐานะแบบจำลองสำหรับความเป็นหนึ่งเดียว/การยึดโยง (binding) และสภาวะวิกฤต/การเปลี่ยนเฟสในฐานะแบบจำลองสำหรับการเปลี่ยนสถานะจิตสำนึกอย่างกะทันหัน [14, 18, 25]
ประการแรก แบบจำลอง QC ถือว่าความลังเลและความตั้งใจที่ทับซ้อนกันเป็นเป้าหมายหลัก โดยใช้รูปแบบควอนตัมอย่างชัดเจนเพื่อแสดงถึง "ความลังเล ความตั้งใจที่ทับซ้อนกัน และการเปลี่ยนมุมมองอย่างกะทันหัน" โดยมีตัวอย่างทางคลินิก เช่น ผู้ป่วยก้ำกึ่งที่ "ปรารถนาและกลัวความใกล้ชิดพร้อมกัน" [25] ประการที่สอง สูตรของ Orch-OR ให้ความสำคัญกับ "การยุบตัว" ในฐานะเหตุการณ์ที่ก่อให้เกิดขณะแห่งจิตสำนึก โดยอธิบายว่าจิตสำนึกคือลำดับของการลดรูปเชิงวัตถุวิสัย ("การยุบตัวด้วยตัวเอง") ที่ถูกจัดระเบียบใน microtubules และด้วยเหตุนี้จึงถือว่าการลดรูปที่ไม่ต่อเนื่องเป็นกลไกคู่ขนานของขณะแห่งประสบการณ์ที่เป็นขั้นเป็นตอน [32]
ประการที่สาม การพัวพันถูกนำมาใช้ในเชิงกลไกและกึ่งกลไกเพื่ออธิบายความเป็นหนึ่งเดียวและการยึดโยง: คำอธิบายเรื่องจิตสำนึกเชิงควอนตัมฉบับหนึ่งโต้แย้งว่าจิตสำนึกขนาดใหญ่ต้องการ "สถานะควอนตัมที่พัวพันร่วมกันเพียงหนึ่งเดียว" และเสนอแนะว่าความเป็นหนึ่งเดียวของประสบการณ์นั้นผูกติดกับ "ความเป็นหนึ่งเดียวที่มีประสิทธิภาพเชิงวัตถุวิสัยของพื้นฐานทางกายภาพควอนตัม" [14] ประการที่สี่ ข้อเสนอที่เกี่ยวข้องกับ Orch-OR หลายฉบับใช้ภาษาของสภาวะวิกฤต (criticality) โดยอธิบายถึงสภาวะวิกฤตที่จัดระเบียบตัวเองว่าเป็นระบบที่แปรผันตามขนาด (scale-invariant) และเป็นไปตามกฎกำลัง (power-law) และถือว่าเหตุการณ์ที่คล้ายการยุบตัวเป็นปรากฏการณ์หิมะถล่ม/การเปลี่ยนสถานะที่เกิดขึ้นในระดับเวลาทางจิตฟิสิกส์ (เช่น "10–200 ms" ในบางแบบจำลอง) [18, 33]
การประเมินเชิงวิพากษ์
จากวรรณกรรมเหล่านี้ เส้นแบ่งทางระเบียบวิธีที่เกิดขึ้นซ้ำๆ คือแนวคิดควอนตัมถูกใช้ในฐานะ (ก) แบบจำลองที่เป็นทางการของพุทธิปัญญาและผลกระทบของบริบท หรือ (ข) ข้อกล่าวอ้างตามตัวอักษรเกี่ยวกับสถานะที่ไม่เป็นไปตามกลศาสตร์ดั้งเดิมซึ่งเกิดขึ้นจริงทางชีวภาพซึ่งต้องเป็นไปตามเกณฑ์การดำเนินงานที่เทียบได้กับระบบควอนตัมในห้องปฏิบัติการ [4] คำเตือนทั่วไปที่รุนแรงที่สุดที่นำเสนอในที่นี้คือ แม้ว่าการค้นพบบางอย่างจะถูกตีความว่าไม่เป็นไปตามกลศาสตร์ดั้งเดิม แต่ "จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการศึกษาใดที่แสดงให้เห็นถึงการพัวพัน ความสอดคล้องที่ยาวนาน หรือพลศาสตร์การยุบตัวในเนื้อเยื่อประสาท" ภายใต้เกณฑ์การดำเนินงานที่เทียบได้กับระบบควอนตัมที่ถูกควบคุม ดังนั้นการประเมินควรให้ความสำคัญกับว่าแบบจำลองที่เสนอนั้นเหนือกว่าทางเลือกแบบคลาสสิกที่กำหนดไว้อย่างดีหรือไม่ [4]
สำหรับ Orch-OR โดยเฉพาะ ปัจจัยเชิงประจักษ์หลักที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์คือความเชื่อมั่นของแบบจำลองในการแกว่งเชิงควอนตัมของ microtubule "ที่พัวพันกันระหว่างเซลล์ประสาททั่วทั้งสมอง" ซึ่งอธิบายว่าเป็น "คุณลักษณะที่ยังต้องได้รับการพิสูจน์" [34] อย่างไรก็ตาม โครงการนี้ก็นำเสนอเงื่อนไขการพิสูจน์ว่าเป็นเท็จอย่างชัดเจนที่เชื่อมโยงกับการวางยาสลบ โดยระบุว่าความล้มเหลวในการสังเกตการแทรกสอดเชิงควอนตัมของ microtubule (หรือการลดทอนลงโดยยาสลบ) จะทำให้ Orch-OR เป็นเท็จ [7]
นอกจากนี้ การวิพากษ์วิจารณ์บางอย่างมาจากภายใน/เชิงปริมาณ โดยท้าทายความเพียงพอของตัวเลขทางชีวภาพที่ใช้สนับสนุนระยะเวลาของ Orch-OR และการประมาณขนาด รวมถึงข้ออ้างเรื่องการอ้างอิงผิดพลาดในการประมาณจำนวน tubulin และผลกระทบที่ตามมาต่อจำนวนเซลล์ประสาทที่สามารถมีส่วนร่วมในเหตุการณ์ Orch-OR ที่สอดคล้องกันภายใต้ข้อสันนิษฐานที่กำหนด [19] การสังเคราะห์เชิงวิพากษ์แยกต่างหาก (มุ่งเน้นไปที่ความเป็นไปได้) สรุปว่า Orch-OR "ขาดหลักฐานเชิงทดลองที่น่าเชื่อถือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างการคำนวณเชิงควอนตัมใน microtubules และกิจกรรมของเซลล์ประสาท" [35]
ท้ายที่สุด แม้แต่การอภิปรายในเชิงสนับสนุนก็ยังเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการขัดเกลาทางทฤษฎีและการทดสอบเฉพาะรุ่นย่อย โดยย้ำว่า Orch-OR "เป็น... งานที่ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา" ซึ่งมี "รุ่นย่อย" ที่เป็นไปได้มากมาย และการตัดความเป็นไปได้ของแบบจำลองการยุบตัวที่เป็นรูปธรรมเพียงหนึ่งเดียวอาจทำลายเพียง "กลุ่มเล็กๆ" ของรุ่นย่อยเท่านั้น มากกว่าที่จะจัดการกับข้อเสนอเชิงแนวคิดทั้งหมด [20]
ทิศทางในอนาคต
แหล่งข้อมูลหลายแห่งมีความเห็นตรงกันถึงความจำเป็นของแบบจำลองที่ทดสอบได้ในหลายระดับ (multiscale) ซึ่งเชื่อมโยงสมมติฐานทางจุลฟิสิกส์เข้ากับประสาทสรีรวิทยาที่วัดได้และปรากฏการณ์ทางคลินิกอย่างชัดเจน เช่น การวางยาสลบและอาการที่เกี่ยวข้องกับพยาธิสภาพทางจิต [5, 34] การพัฒนา Orch-OR เมื่อเร็วๆ นี้มุ่งเป้าไปที่สิ่งนี้อย่างชัดเจนโดยการร่างโครงสร้าง "กรอบงานควอนตัม-คลาสสิก" ที่ตั้งใจจะสนับสนุน "การบูรณาการเข้ากับแบบจำลองหลายระดับที่ทดสอบและคาดการณ์ได้" และโดยการเสนอว่าทฤษฎีควอนตัม-คลาสสิกสามารถสร้าง "ฟังก์ชันสหสัมพันธ์ สเปกตรัม และคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์" ที่เทียบเคียงได้กับการทดลอง [34, 36]
ในวรรณกรรมชีวประสาทวิทยาควอนตัมที่กว้างขึ้น ทิศทางหนึ่งคือการปฏิบัติกับสมองในฐานะระบบที่มีความไม่เชิงเส้นสูง ซึ่งเหตุการณ์ควอนตัมระดับจุลภาคอาจถูกขยายสัญญาณขึ้นไปข้างบน โดยเน้นย้ำว่า "ความผันผวนเพียงเล็กน้อย... ไม่จำเป็นต้องเป็นจริง" เพื่อที่จะหักล้างกันใน "ระบบที่มีความไม่เชิงเส้นสูงอย่างสมองของเรา" และ "การทดลองในอนาคต" อาจ "ค้นพบหรือหักล้างความเชื่อมโยงระหว่างความสอดคล้องของช่องไอออน ศักย์ไฟฟ้าสนาม และ... พฤติกรรมการตัดสินใจแบบคล้ายควอนตัม" [37] อีกหนึ่งจุดยืนเชิงโปรแกรมคือความก้าวหน้าใน "ชีวประสาทวิทยาควอนตัม" ขึ้นอยู่กับความก้าวหน้าในชีววิทยาควอนตัมโดยรวม และกลไกควอนตัมของประสาทหลายอย่างที่ถูกเสนอยังคงเป็น "เชิงทฤษฎีเป็นส่วนใหญ่" โดยเสนอแนะแนวทางที่เป็นขั้นเป็นตอนซึ่งจุดทางชีวฟิสิกส์และสัญญาณบ่งชี้การดำเนินงานจะถูกจำกัดให้แคบลงและถูกตรวจสอบด้วยการทดลองอย่างต่อเนื่อง [30]
ในทางคลินิก ผู้เขียนหลายคนเสนออย่างชัดเจนว่าแบบจำลอง microtubule และ cytoskeletal สามารถกระตุ้นให้เกิดการแทรกแซงที่มุ่งเป้าไปที่ "ต้นกำเนิดจาก microtubule และ cytoskeletal ของพยาธิสภาพทางประสาท" ซึ่งรวมถึงโรคซึมเศร้า และพวกเขาชี้ไปที่วิธีการอย่างเช่นการกระตุ้นด้วยอัลตราซาวด์ว่าเป็นกรณีทดสอบที่สามารถนำไปใช้จริงได้ เพราะสามารถทดลองได้ง่ายและเกี่ยวข้องโดยตรงกับอาการและสถานะที่เป็นศูนย์กลางของจิตเวชศาสตร์ [8, 17]
การเปรียบเทียบ
ตารางด้านล่างสรุปว่าแนวทางหลักมีความแตกต่างกันอย่างไรในความหมายของคำว่า "ควอนตัม" และแต่ละแนวทางเสนอความเกี่ยวข้องกับจิตเวชศาสตร์อย่างไร
