エバネッセント波は超高速で脳内で伝播する

Holographic View of the Brain Memory Mechanism Based on Evanescent Superluminal Photons
by
Takaaki Musha
Advanced Science-Technology Research Organization, Namiki, Kanazawa-ku Yokohama 236-0005, Japan
Information 2012, 3(3), 344-350; https://doi.org/10.3390/info3030344
Received: 20 June 2012 / Revised: 3 August 2012 / Accepted: 7 August 2012 / Published: 17 August 2012
(This article belongs to the Special Issue Brain like Computing, Communication and Machines)
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Abstract
D.PollenとM.Trachtenbergは、ホログラフィック脳理論を提案して、一部の人々の写真記憶の存在を説明するのに役立てました。彼らは、彼らがどういうわけか彼らの記憶ホログラムの非常に広い領域にアクセスすることができたので、そのような個人がより鮮明な記憶を持っていることを示唆しました。ハメロフは彼の論文で、円筒形のニューロン微小管空洞、または中心小体が、量子信号処理のためのエバネッセント光子の導波路として機能することを示唆しました。脳の微小管構造は、光ファイバーホログラフィックシステムと同様に、ホログラフィック画像を保存するために使用されるコヒーレントファイバーバンドルセットとして機能すると想定されています。この論文では、著者は、エバネッセント波を介して微小管内を伝搬する超光速光子が、量子コヒーレントエンタングルドホログラフィックメモリを記録または取得するために必要なアクセスを提供できることを提案しています。
Keywords: microtubule; hologram; brain memory; evanescent wave; superluminal photon; quantum; entanglement
1. Introduction
DanielPollenとMichaelTrachtenberg [1]は、ホログラフィック脳理論[2]を提案して、一部の人々の写真記憶の存在を説明するのに役立てました。彼らは、彼らがどういうわけか彼らの記憶ホログラムの非常に広い領域にアクセスすることができたので、そのような個人がより鮮明な記憶を持っていることを示唆しました。 S.R.ハメロフは彼の論文で、微小管で構成された中心小体シリンダーが量子信号処理のためのエバネッセント光子の導波路として機能することを示唆しました[3]。ゲオルギエフはまた、意識は大脳皮質内の量子ゲートに適用されたレーザーのようなパルスを介した量子計算の結果である可能性があるという考えを提案しました[4]。その後、Georgievは、光子の波長がこれらの中心小体のサイズより2桁長いため、このメカニズムを微小管空洞または中心小体内のキュービットの操作に使用することはできないと結論付けました[5]。微小管空洞内の超放射光子は、スミスによって示唆されたλ= 100 nm以上の波長を持つ可能性があり[6]、約1nmである中程度のサイズの微小管空洞の長さと互換性がありません。したがって、超放射放出を使用して、イオントラップ計算の定在波レーザーと同様の方法でキュービットを信号化することはできませんでした。代替メカニズムとして、著者は、微小管空洞によって形成された円柱が、メタマテリアルと同様に負の屈折率を持つ可能性があることを提案しています[7]。通常、メタマテリアルは、自然界では通常見られない特性である負の屈折率を持つように設計された人工材料です[8]。それらは通常、効果的な巨視的挙動を作り出すために微視的不均一性を使用して、組成ではなく構造からそれらの特性を獲得します。負の屈折率の材料は、波長の空間分解能よりも低い空間分解能を持つことができるスーパーレンズの作成を可能にするように思われます[9]。微小管の円柱の内部媒体が負の屈折率の特性を持っている場合、エバネセント光子の生成が強化され、メタマテリアルの特性に従ってニューロン内で無損失で伝播します。
2. Evanescent Superluminal Photons in the Microtubule
量子計算の高性能のために、量子計算が意識自体を含む人間の脳の性能行動をどのように説明できるかについて多くの研究があります。ファインマンが提案したように：光コンピューティングネットワークは最も実現可能な量子力学的コンピューターであり、ハメロフは脳内の微小管空洞が光子の導波路およびホログラフィックプロセッサとして機能していることを示唆しました[10]。脳のニューロンを含む生体細胞の細胞骨格は、微小管で構成されています。微小管は、チューブリンと呼ばれるタンパク質のサブユニットで構成されています[11]。各微小管は、図1に示すように、チューブリンタンパク質の中空円筒管であり、その外核直径は25nmです。各微小管内の各チューブリン分子は、両方のコンフォメーション状態の量子重ね合わせに存在する2つのコンフォメーション間のスイッチとして機能できます[12]。中心小体の寸法は、赤外線および可視スペクトルの光の波長に近いため、位相コヒーレントな共振導波路として機能する可能性があります[13]。

Figure 1. Structure of microtubules forming a centriole cavity.
Jibuらによると。 [14,15,16]、微小管の量子状態は、生体系の膜をトンネリングする量子コヒーレント光子によって他のニューロンの量子状態にリンクし、細胞骨格タンパク質のコンフォメーション状態は、局所電磁との相互作用でコヒーレントドメインを形成するこれらの光子と絡み合っていますフィールド。彼らは、人間の意識は、脳内の有限数のエバネセント（トンネリング）光子の生成消滅ダイナミクスから生じると理解できると主張しました。 E. Recami [17,18]は、彼の論文で、エバネッセントモードで移動するトンネリング光子が超光速群速度で移動する可能性があると主張しました。量子領域で生成されたエバネセント光子は、次の式で与えられる次のクライン-ゴルド-ゴルドン方程式を満たします。

ここで、cは光速、m0はエバネセント光子の適切な質量の絶対値、ħはプランク定数を2πで割った値です。この方程式は、次の式で与えられるエバネッセントモードで移動する光子の解を持ちます。

これは、次の条件を満たす超光速で移動する虚数質量im0の素粒子に対応します。

ここで、Eは超光速粒子のエネルギー、pはその運動量です。したがって、エバネッセントモードで移動するトンネリング光子は超光速で移動できることがわかります。エバネセント光子が超管腔粒子であるという仮定から、著者は、生物学的脳の微小管が大きなデータセットで量子ビット（キュービット）計算を達成できることを示しました。これは、従来のプロセッサと比較して高性能計算を説明します[ 19]。したがって、脳内のエバネセント光子の巨視的量子秩序動的システムが、生体システムの長距離生物学的秩序を実現する上で重要な役割を果たす可能性があることは非常に妥当であるように思われます。 Ziolkowskiは彼の論文で、因果関係に違反することなく結果として生じる超光速交換を可能にする超光速パルス伝搬が電磁メタマテリアルで可能であると指摘しました[20]。微小管の円柱の内部媒体が負の屈折率を持つメタマテリアルの特性を持っている場合、トンネリング光子は波長によって制限されない方法でニューロン内を無損失で伝播するため、赤外線光子をキュービットの操作に使用できます。脳内。
3. Evanescent Wave Holography in the Microtubule Cavity
ハメロフのアイデアと同様に、ゲオルギエフは、意識は大脳皮質内の量子ゲートを制御する短いレーザーのようなパルスを介した量子計算の結果である可能性があるというアイデアを提示しました。しかし、彼は後にこの理論を拒否しました。これは、赤外線スペクトルの超放射光子放出の波長が、任意のサイズの微小管空洞よりも2桁長いためです[4]。したがって、このメカニズムを提案した場合、微小管空洞内の量子キュービットの操作に赤外線光子を使用することはできません。この問題を回避するために、微小管シリンダー内の物質は、サブ波長構造で構成されるメタマテリアルの特性を持っていると考えられます。微小管空洞導波管内のエバネッセント波は、fc = c / 2dで定義されるカットオフ周波数（dは導波管の直径）未満で伝播する可能性があるため、エバネッセント波ホログラフィーの理論[21]に従ってエバネッセント波をモデル化できます。次のように表示されます。エバネッセント波ホログラフィの基本的な考え方は、エバネッセント波を基準波および読み出し波として使用することです。微小管内を伝播する波の場の分布がコアの内側で周期的であり、この領域の外側でエバネセントであると仮定します。

and

ここで、図2に示すように、Ueはエバネッセント波、Upは微小管導波路の外側からの伝播波です。

Figure 2. Recording of an evanescent wave hologram in the microtubule waveguide.
図2に示すように、UpはUeに干渉し、この干渉が記録されます。貯蔵材料におけるこの干渉は、各微小管の長さに沿って周期的である屈折率の比例した変化を生み出すであろう。式（4）と（5）から、波の強度は次の式で与えられます。

微小管の円柱は、エバネッセント波の侵入深さに比べて厚さがはるかに薄い貯蔵材料で構成されていると考えられます。この強度分布に対する記録媒体の応答は、誘電率εがε= f（I・τ）で与えられる局所強度の関数であるということです。ここで、τは露光時間です。次に、全フィールドは、照射波と回折波で構成され、次のように記述できます。

ホログラムの各ボリューム要素によって散乱されたウェーブレットは、グリーン関数を使用して取得し、ホログラムのボリューム全体に統合できるためです。ホログラム再構成の積分方程式によれば、次の式で与えることができます。

ここで、U0は照明波、Uは物体波動場の情報を含む波、βは次の条件を満たすパラメータです。

これは、ガイドされた読み出し波が記録中に基準波と同じ方向に伝播することを意味します。それはホログラム構造によって回折され、物体フィールドを再構築することができます。これは、脳のホログラフィック記憶のメカニズムであり、Pribramらによっても提案されました。 [2]。図3（a）は、微小管構造内を伝播するエバネッセント波による記憶記憶の再構築の概略図を示しています。この図に示すように、参照波Urによる照明は、微小管構造内のメモリ用の物理基板の誘電体構造内の項UrU0との相互作用によって、目的の波動場U0を再構築します。このメカニズムにより、微小管内を伝播するエバネセント光子は、図3（b）に示すように、ストレージを操作し、保存されたデータまたはメモリの取得を提供できます。ホログラフィックメカニズムはまた、私たちの脳が非常に小さなスペースに非常に多くの記憶を保存する方法を説明します。微小管は、エバネッセント波ホログラフィーによって記憶を保存します。これは、アルツハイマー病などの意識の障害が、脳の微小管内の下部構造のメタマテリアル特性の喪失に一部起因している可能性があることを示唆しています。さらに、人工的に構築されたコンピュータシステムの新しい設計は、データの保存と取得に同様の手法を使用して構築できます。メモリは、脳の神経構造と同様に、多重化されたホログラフィック回折格子を通過する光子の干渉波に依存しています。つまり、ホログラフィック脳システムは、同じメカニズムを使用してハードウェアとして構築できるようになりました。

Figure 3. (a) Reconstruction of wave field by the guided readout wave;(b) Microtubule structure and the reconstruction of the hologram image.
4. Conclusions
ホログラフィックに保存されたキュービットを記録および検索するためのエバネセント超光速光子の使用に基づく、人間の記憶のホログラフィック理論が提案されています。微小管空洞の内部がサブ波長構造からなるメタマテリアルの特性を持っている場合、生体脳内の微小管構造は、微小管基質を記憶材料として使用して、記憶をホログラムとして記憶できることが理論的に確立されている。