А с этою плазмой дойдешь до маразма

[egovoru]

Подобно марксизму, концепция Пенроуза-Хамероффа о квантовой природе сознания состоит из трех частей: 1) утверждения, что человеческое мышление и сознание нельзя смоделировать алгоритмом; 2) авторской версии интерпретации квантовой механики; 3) представления о том, что в основе высшей нервной деятельности лежит не электрическая возбудимость клеточных мембран, а квантовые процессы в тубулиновых микротрубочках, элементах внутриклеточного «скелета». Аргументированно возражать против (1) и (2) я не берусь из-за недостатка образования, но вот что касается (3), тут уж я чувствую себя на своем поле :)

Краткий ответ на вопрос, почему положение (3) кажется мне несостоятельным, таков: потому что оно противоречит всему, что нам известно о нейронах и микротрубочках (а известно немало!). Но совсем уж доконал меня аргумент, приведенный авторами в последнем (2014 года) обзоре: одноклеточные организмы, у которых нет, конечно, никакой нервной системы, а микротрубочки есть, способны к сложному поведению – значит, именно микротрубочки за него и отвечают! В защиту этого тезиса авторы цитируют нобелевского лауреата сэра Чарльза Шеррингтона (1857-1952), который в конце своей долгой жизни высказал гипотезу, что недавно открытые микротрубочки могут служить «нервами» клеток.

Простите, но с тех пор утекло немало воды! Давным-давно выяснилось, что поведение одноклеточных эукариот (то есть, микроорганизмов, обладающих ядром, как и клетки нашего тела) контролируется такими же мембранными электрическими процессами, какие протекают и в нейронах: они даже генерируют очень похожие потенциалы действия! Инфузорию туфельку (излюбленный объект такого рода исследований) вообще называют «плавучим нейроном»! А вся моя профессиональная карьера была посвящена изучению мембранного электричества одноклеточной водоросли хламидомонады. Есть, конечно, у микробов и чисто биохимические сенсорные каскады – так ведь и у нейронов они тоже есть :) Вот безъядерные бактерии вроде бы действительно не используют электричество для внутриклеточной сигнализации – они слишком маленькие, но и микротрубочек у них нет.

То, что авторы обзора не поинтересовались, что было сделано в упомянутой ими области за последние 70 лет, производит очень, очень невыгодное впечатление :(

Инфузории туфельки* (большие) и тетрагимены (маленькие)
ориентируются в электрическом поле

*Строго говоря, «туфелька» – это один определенный вид, Paramecium caudatum, а авторы ролика не указывают вид, а только род, но именно туфелек чаще всего изучают в лабораториях.

Comments

[marigranula.livejournal.com]

"Подобно марксизму, концепция Пенроуза-Хамероффа о квантовой природе сознания"
Два соавтора играют роль Маркса и Энгельса, я догадываюсь?

Но вообщем, не фига себе до чего люди додумались!
А Вы помните, лет сколько то назад занимались холодным термоядерным синтезом посредством электролиза. А нельзя ли предположить, что в мембранах идет термоядерный синтез за счет разницы потенциалов, и так то вся энергия в клетках и вырабатывается? Где мой суперкальян?!

[egovoru.livejournal.com]

"Два соавтора играют роль Маркса и Энгельса, я догадываюсь?"

Действительно, а я-то и не сообразила :)

"в мембранах идет термоядерный синтез за счет разницы потенциалов"

Насколько я понимаю, убедительных доказательств возможности холодного термоядерного синтеза не существует, так что и в клетке он идти не может. Что не означает, конечно, что существуют энтузиасты, убежденные, что может :)

[marigranula.livejournal.com]

Может- не может, а нобелевскую премию хотца! :)

[amin-abu-kitab.livejournal.com]

А я вот убежден в том, что именно он и идёт. И, возможно, именно так и можно отличить живое от неживого. Посадите семечку борага, например, в гидропонику и объясните мне, откуда всё берется, когда кроме воды и света нет ничего. Мы же не станем думать, что всё это разнообразие заключено в семечке? (коноплю не предлагаю, хотя это намного показательнее — тгк каким образом возник в растении? В семечке его точно не было)...

[gomazkov.livejournal.com]

Интересно, Microtubule для английского уха звучит так же комично, как "микротрубочка" для русского? Просто невозможно принять всерьёз теорию с такой терминологией.)

[egovoru.livejournal.com]

"Просто невозможно принять всерьёз теорию с такой терминологией"

Ого, а я даже не подозревала, что "микротрубочка" или "microtubule" звучат как-то особенно потешно :) Это слово совершенно обыденное, и органеллы эти очень хорошо изучены. Они действительно полые внутри, но по ним ничего не течет, как вроде бы предполагает их название и аналогия с водо- или газопроводом.

Их основная роль - опорная, потому их еще называют "клеточным скелетом", и полые они, видимо, из экономии: как известно из сопромата, прочность трубки не слишком отличается от прочности стержня, а материала на нее идет гораздо меньше. Вторая роль микротрубочек - служить направляющими "рельсами" для транспортировки белков внутри клетки, что для нейронов как раз очень актуально, поскольку они имеют длинные отростки, куда надо доставлять белки, синтезируемые в самом теле клетки. Существует целая система белков-моторов, которые движутся вдоль микротрубочек, как поезда по рельсам, перевозя другие белки. Но вот в генерации или передаче сигналов микротрубочки непосредственной роли не играют.

[gomazkov.livejournal.com]

Очень хорошо описали, вот теперь всё наглядно и совершенно понятно.)

[partizan-1812.livejournal.com]

Если верить Попперу, то у туфельки (и даже бактерии) есть способность к принятию волевых решений и, разумеется, сознание.

Меня концепция квантовой природы создания (популярная среди интеллигентных небиологов, как мне кажется) всегда повергала в ступор.

[egovoru.livejournal.com]

"у туфельки (и даже бактерии) есть способность к принятию волевых решений и, разумеется, сознание"

Э, если бы только у бактерии! Иные полагают, что сознанием обладают даже атомы (https://egovoru.livejournal.com/48400.html) :) Справедливости ради надо сказать, что в таких случаях под сознанием подразумевает нечто совсем иное, чем то, что мы имеем в виду, когда говорим о человеческом сознании. А делается это, как я понимаю, с единственной целью: избежать необходимости объяснять появление сознания в ходе биологической эволюции. Многим кажется, что между сознанием и всем остальным существующим лежит некая непреодолимая пропасть, и, чтобы ее закрыть, они постулируют наличие сознания, так сказать, "с самого начала". Правда, мне непонятно, почему же надо начинать именно с атомов, а не, скажем, с кварков или тех же суперструн?

"Меня концепция квантовой природы создания <..> всегда повергала в ступор"

Мне кажется, причина появления этой концепции такова. Сознание - это нечто очень, очень непонятное; квантовая механика - ditto. Соответственно, возникает великий соблазн попытаться объяснить одну непонятность при помощи другой, в надежде, что минус на минус даст плюс :)

[partizan-1812.livejournal.com]

>> Иные полагают, что сознанием обладают даже атомы :)

Свободой воли - даже элементарные частицы.

>>Справедливости ради надо сказать, что в таких случаях под сознанием подразумевает нечто совсем иное

Казалось бы. Но авторы теоремы о свободе воли трактуют ее так, что именно воля элементарных частиц и есть то нечто, что объясняет свободу воли человека. Да и Поппер считал, что клетка просто не может адаптироваться без сознания и воли. Так что "иное", но если призадуматься, то, вроде бы, и не очень иное. :)))

>>Мне кажется, причина появления этой концепции такова...

Полностью согласен. У моего школьного приятеля была присказка: "Непонятно, но здОрово".

[verum-corpus.livejournal.com]

### Давным-давно выяснилось, что поведение одноклеточных эукариот (то есть, микроорганизмов, обладающих ядром, как и клетки нашего тела) контролируется такими же мембранными электрическими процессами, какие протекают и в нейронах: они даже генерируют очень похожие потенциалы действия! ###

Поскольку моё поведение (как и поведение животных, например, собак) не "контролируется" мембранными электрическими процессами (скорей уж эти процессы контролируются нашим поведением), то непонятно, что чем должно контролироваться у одноклеточных.

[bluxer.livejournal.com]

Обладают ли одноклеточные волей?

[verum-corpus.livejournal.com]

Думаю, вполне достаточно сказать, что они живые.

[egovoru.livejournal.com]

Наличие (свободы) воли даже у человека - нефальсифицируемая гипотеза :)

[egovoru.livejournal.com]

"скорей уж эти процессы контролируются нашим поведением"

Вывод о том, что поведение контролируется электричеством, а не наоборот, был сделан потому, что специфическую поведенческую реакцию (и у инфузории, и даже у человека) можно вызвать путем соответствующей электрической стимуляции. В другом посте у меня было видео (https://egovoru.livejournal.com/77208.html), показывающее пример такого опыта на мыши. Там электрическую стимуляцию осуществляли, не подводя ток по электродам, а освещая предварительно встроенные в нейроны мыши специальные белки, выделенные из водорослей и способные генерировать электричество под действием света.

[verum-corpus.livejournal.com]

Попробуем рассмотреть на примере.
Если некий мужчина антипатичен данной женщине и она его избегает, возможно ли путём электрической стимуляции так модифицировать её поведение, что она ему отдастся?

Тургенев своей повестью "Песнь торжествующей любви", по-видимому, склоняется к положительному ответу.

С другой стороны, рассмотрим лётчиков, управляющих самолётом. Очевидно, что действия экипажа в конечном итоге преобразуются в управляющие электрические сигналы.
По-видимому, невозможно утверждать, что поведение лётчиков контролируется этими сигналами. Этот вывод останется в силе даже после того, как будет продемонстрирована возможность внешнего управления самолётом в обход экипажа (автоматической посадки)

[greygreengo.livejournal.com]

Звучит как начало анекдота:
- Программист, физик и биолог решили создать теорию квантовой природы сознания, для чего двое сообразили на троих. А когда трубочек (microtubes) стало не хватать, программист ушел в явное отрицание, а биолог приписал бактериям высшую нервную деятельность.


PS Мораль: пить алкоголь - разрушать высшую нервную деятельность.

PPS Лень, как наивысшая форма высшей нервной деятельности.

[egovoru.livejournal.com]

"биолог приписал бактериям высшую нервную деятельность"

Вот бактерии, в отличие от инфузорий, как раз на нервы совсем не похожи. Они, действительно, способны реагировать на определенные сигналы среды: например, они чувствуют градиент некоторых химических веществ (скажем, аминокислот) и способны двигаться вверх по нему. Но в восприятии и преобразовании химического стимула никакого электричества у них не задействовано, только чисто биохимические реакции. Оно и понятно: электричество требуется для передачи информации на большие расстояния (а длина отростков человеческих нейронов может достигать целого метра!), а на расстояниях внутри бактериальной клетки и обычная диффузия хорошо работает.

[greygreengo.livejournal.com]

Как всегда возникает дурацкий вопрос.
Как определяется скорость бактерий в зависимости от изменения уровня кислотности/солености среды? Она по видимому как-то меняется, в отличии от дистиллированной воды, потому, что "трудно плыть в серной кислоте с отрубленными ногами", и вокруг среда, которую хочется сожрать все больше и больше. И, еще, представим себе, что такая инфузория заплыла в область динамического равновесия - раствор уже не может быть более насыщенным, вот отсюда вопрос - отдельная клетка должна в этих, наиболее благоприятных условиях расплодиться, что снизит уровень солености среды до такого, из которого надо будет выбираться, чтобы найти более приемлемые условия существования, либо начать эволюционировать так, чтобы поглощать отходы жизнедеятельности соседей - товарищей по партии. Какие математические модели рисуют нам подобные картинки динамических сценариев?

[levgilman.livejournal.com]

Сама по себе идея с микротрубочками не представляется мне убедительной, но непонятно и то, что такого наука предъявила, по Вашей версии, чтобы эту идею опровергнуть?
Ну, "давным-давно выяснилось, что поведение одноклеточных эукариот ... контролируется такими же мембранными электрическими процессами, какие протекают и в нейронах". Так в нейронах-то заведомо для тех авторов "происходит то же, что в нейронах".
Если сейчас версия микротрубочек "опровергнута" указанным способом, то как же она по той же логике не была опровергнута изначально?

[egovoru.livejournal.com]

"что такого наука предъявила, по Вашей версии, чтобы эту идею опровергнуть"

С одной стороны, накоплено колоссальное количество свидетельств того, что в основе высшей нервной деятельности лежит функциональное взаимодействие нейронов в мозге, а это взаимодействие, в свою очередь, осуществляется посредством мембранного электричества (генерации и распространения нервных импульсов).

С другой стороны, функции микротрубочек тоже хорошо изучены, а именно: они служат клеточным "скелетом" (т.е., помогают клеткам поддерживать их специфическую для каждого типа форму) и "направляющими" для внутриклеточного транспорта белков. И та, и другая роль микротрубочек для нейронов особенно важна, т.к. они обладают длинными отростками, которые надо и структурно поддерживать, и обеспечивать белками, синтезируемыми в теле клетки. Но вот никаких данных о том, что микротрубочки принимают какое-то участие в межклеточной коммуникации, насколько я знаю, получено не было.

В обзоре по ссылке авторы приводят еще несколько аргументов в пользу развиваемых ими взглядов, которые, однако, кажутся мне столь же неубедительными. Например, они пишут, что молекулы анестетиков, используемых при общем наркозе, связываются именно с микротрубочками. Но ведь микротрубочки находятся внутри клетки, так что, прежде чем попасть туда, эти молекулы должны проникнуть сквозь мембрану, где и расположены ионные каналы и помпы, создающие мембранный потенциал. Например, вот в этом обзоре (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2866459/) подробно разбирается механизм действия анестетиков на основной класс ингибиторных рецепторов (ионных каналов, регулируемых ГАБК) в нейронах. Другие классы анестетиков действуют на другие классы мембранных белков, и все это достаточно хорошо изучено.

Если молекулы анестетиков и обнаруживают связанными с микротрубочками (но, признаться, я поленилась посмотреть оригинальную работу, на которую ссылаются авторы, так что не уверена, что это вообще не был какой-то артефакт фиксирования, например), то это, скорее всего, является просто формой депонирования (обезвреживания) этих молекул клетками, а не отражает механизм их действия.

"как же она по той же логике не была опровергнута изначально"

Микротрубочки были обнаружены еще в 19 в., но в световой микроскоп не было видно, что они полые внутри: это выяснилось, когда в 20 в. изобрели электронный микроскоп. Когда с его помощью обнаружили полость, естественно возникли ассоциации с водо- и газопроводом. Но эти первоначальные представления уже были давным-давно опровергнуты, поэтому цитировать их сейчас, это все равно как цитировать, например, теорию флогистона.

[yoginka.livejournal.com]

(Обратите внимание на то, что выделено жирным шрифтом).
//3) представления о том, что в основе высшей нервной деятельности лежит не электрическая возбудимость клеточных мембран, а квантовые процессы в тубулиновых микротрубочках, элементах внутриклеточного «скелета». //
- Я не заметила ни у Пенроуза, ни у Хамероффа отрицания роли нейронов, электрических процессов и всего того, что известно науке о нервной деятельности. И также они не отрицают использование алгоритмов при мышлении и других процессах в организме. Их гипотеза - дополнение ко всему этому, чтобы объяснить неалгоритмическую часть мышления, существование которой подозревается по причинам, описанным в части 1).
Я вам уже как-то писала, что мозг и нервная система со своими алгоритмами нужны и вполне годятся для получения и обработки сигналов от внешней и внутренней среды, управления телом и разнообразными процессами в организме. Если помните, я сравнивала это с драйверами внешних устройств у компьютера. Интерфейс с физическим макромиром в любом случае необходим и вполне может быть реализован алгоритмами (цифровым и аналоговым способами), о чем свидетельствует успех в создании разнообразных роботов. Также и большая часть "центрального процессора" успешно использует алгоритмы при мышлении. Близкая аналогия того, что Пенроуз с Хамероффом предлагают - это, то, что в компьютерной области известно как "Машина Тьюринга с оракулом":
https://en.wikipedia.org/wiki/Oracle_machine
(Заметьте, что "черный ящик" здесь не является машиной Тьюринга.)
Роль черного ящика-"оракула" у Пенроуза и Хамероффа играют пока неизвестные процессы. Они, по гипотезе Пенроуза, происходят на квантовом уровне. И по гипотезе Хамероффа они доступны через интерфейс на основе микротрубочек.

[egovoru.livejournal.com]

"Я не заметила ни у Пенроуза, ни у Хамероффа отрицания роли нейронов, электрических процессов"

Положим, про одноклеточные организмы в их последнем обзоре черным по белому написано: "Finer scale intracellular processing, e.g. derived from cytoskeletal structures, are the means by which single-cell organisms perform cognitive functions without synaptic inputs." Как я попыталась объяснить в посте, это совершенно не соответствует нашим сегодняшним знаниям: никаких данных об участии микротрубочек в "когнитивных функциях" (я уж не говорю о том, что этот термин не применим к микроорганизмам) получено не было. Напротив, твердо установлено, что функции микротрубочек в клетках - чисто механические: они поддерживают форму клеток и служат направляющими для внутриклеточного транспорта белков.

Про нейроны авторы пишут так: "Finer scale processes from within neurons (and conveyed from interiors of adjacent neurons via open gap junctions) would alter firing threshold without changing membrane potentials, and could serve as a potential site and mechanism for consciousness."

Но микротрубочки не продолжаются из клетки в клетку через щелевые контакты (gap junctions); совершенно непонятно, о передаче чего через последние здесь идет речь, и как эта передача осуществляется. Далее, совершенно непонятно, что же снизит порог генерации потенциала действия (firing threshold), если мембранный потенциал при этом не изменится? Ведь порог - это и есть определенное значение м.п., которое должно быть достигнуто, чтобы запустить потенциал действия!

Я прекрасно понимаю, что это гипотеза. Но ведь гипотеза - гипотезе рознь; эта не стыкуется практически ни с чем, что нам известно о работе нервной системы.

[alex-new-york.livejournal.com]

Надо сказать что в самом по себе утверждении о важности роли квантовых явлений в механизмах сознания нет ничего революционного. Квантовые явления - это то, что отличает окружающий нас мир от нагретой до миллионов градусов плазмы внутри Солнца. То, что вещи имеют форму, твердость, цвет, запах, вкус, химические свойства, - это всё проявления квантовых явлений. И уж конечно без этих явлений живая клетка просто не могла бы существовать.

Другое дело - то, что реальная необходимость решать уравнения Шредингера в объяснении большинства окружающих нас явлений возникает редко. Обычно оказывается вполне достаточно подхода, при котором память о квантовой природе характеристик объектов хранят те или иные феноменологические показатели вроде коэффициента упругости пружины, валентности атомов или температуры замерзания воды.

Пенроуз же не просто утверждает, что квантовая физика имеет отношения к процессам сознания, но предполагает, что без уравнения Шредингера и прямого рассмотрения феномена запутанности квантовых состояний в процессах сознания разобраться невозможно.

Так это или нет, на сегодня сказать трудно. Убедительных свидетельств потенциальной роли квантовой запутанности в процессах сознания и формирования в клетках мозга чего-то вроде кубитов практически нет. Хотя есть кое-какие интересные наблюдения, оставляющие за такой возможностью некоторые шансы.

Но даже если феномен квантовой запутанности и играет какую-то роль в процессах сознания, непонятно, почему на макроскопическом уровне мы не можем моделировать и воспроизводить эти процессы алгоритмически - с помощью обычных компьютеров или квантовых

[egovoru.livejournal.com]

"То, что вещи имеют форму, твердость, цвет, запах, вкус, химические свойства, - это всё проявления квантовых явлений"

Вот именно. Любые химические реакции, в том числе и протекающие в клетке, в конце концов тоже определяются квантовыми явлениями.

"Убедительных свидетельств потенциальной роли квантовой запутанности в процессах сознания и формирования в клетках мозга чего-то вроде кубитов практически нет"

Признаться, мне кажется, попытка усмотреть кубиты в сознании - это очередная техногенная иллюзия. Когда мы изобрели механические часы, то решили, что вселенная - это часовой механизм. Теперь мы пытаемся соорудить квантовый компьютер - и нам везде, где что-то непонятно, мерещатся кубиты :)

"непонятно, почему на макроскопическом уровне мы не можем моделировать и воспроизводить эти процессы алгоритмически"

Пенроуз считает, что это каким-то образом следует из теоремы Геделя, но я так и не смогла понять его аргументацию, несмотрся на то, что уважаемая yoginka терпеливо пыталась мне объяснить ее (https://egovoru.livejournal.com/48400.html?thread=7072784#t7072784) на протяжении многих страниц :(