Tänk om dina medvetna upplevelser inte bara var ett prat från nervcellerna, utan var kopplade till universums surr? I en artikel publicerad i Frontiers in Human Neuroscience presenterar jag nya bevis som tyder på att medvetna tillstånd kan uppstå från hjärnans förmåga att resonera med kvantvakuumet – nollpunktsfältet som genomsyrar hela rymden.
Mer specifikt hävdar jag att makroskopiska kvanteffekter spelar in i våra huvuden. Denna insikt är resultatet av en syntes av fynd inom hjärnans arkitektur och neurofysiologi, kompletterat med kvantitativa modellberäkningar. Den nya syntesen tyder på att hjärnans grundläggande funktionella byggstenar, kortikala mikrokolumner, kopplas direkt till nollpunktsfältet och sätter igång den komplexa dynamik som är karakteristisk för medvetna processer.
Självorganiserad kriticitet i hjärnan
Neurovetenskapsmän har länge observerat att medvetna tillstånd är kopplade till synkroniserad hjärnaktivitet i beta- och gammaområdet. Dessa mönster uppvisar kännetecken för självorganiserad kriticitet, en känslig balans där hjärnan fungerar i närheten av en kritisk punkt för en fasövergång.
I detta tillstånd kan sensoriska intryck utlösa stora neuronala laviner som tros ligga till grund för medveten perception. När medvetandet försvinner, till exempel under narkos, försvinner denna kritiska balans. Den stora frågan har varit: Vad håller hjärnan inställd på detta kritiska tillstånd?
Resonans i mikrokolumner
Svaret ligger i kvantelektrodynamik (QED), den grundläggande teorin om elektromagnetism. I denna teori är vakuumet inte tomt utan fyllt med ett fluktuerande hav av energi som kallas det elektromagnetiska nollpunktsfältet (ZPF). QED-baserade modellberäkningar visar att specifika frekvenser (lägen) av ZPF kan resonera med glutamat, hjärnans mest förekommande neurotransmittor. Den resonanta interaktionen äger rum i mikrokolumner, kortikala enheter som består av cirka 100 neuroner som badar i en glutamatpool.
Det är just denna interaktion som visar sig vara avgörande för självorganiserad kriticitet. Å ena sidan resulterar resonant glutamat-ZPF-koppling i bildandet av koherensdomäner där ett stort antal molekyler vibrerar i samklang. Dessa domäner skyddas av energigap, vilket gör kvantkoherensen förvånansvärt stabil i den varma, bullriga hjärnan.
Å andra sidan leder kopplingen till excitation av specifika ZPF-lägen och generering av intrakolumnära mikrovågsfält som modulerar jonkanaler, finjusterar neuronernas avfyrningshastighet och upprätthåller den exciterande-inhiberande balans som är nödvändig för kritisk dynamik.
Medvetet varseblivande uppstår från resonant koppling mellan hjärnan och ZPF
Implikationerna är djupgående. Om modellen visar sig vara korrekt uppstår medvetandet inte bara från elektrokemisk signalering utan från en bottom-up-orkestrering som involverar hjärnans resonanta koppling till ZPF. Ur denna synvinkel är medvetandet knutet till selektiv excitation av ZPF-lägen, vilket återspeglas i hjärnans kritiska dynamik.
Under perioder av medvetslöshet observeras en markant avvikelse från kritisk dynamik, vilket tyder på att kopplingen mellan hjärnan och ZPF är störd och att ZPF, den dolda orkestratören av hjärnaktivitet, är frånkopplad.
Experimentella horisonter och utsikter
Modellen öppnar upp spännande möjligheter för empiriska tester. Genom smarta, systematiska manipulationer av förhållandena i hjärnbarken kan forskare undersöka om hjärnan utnyttjar ZPF och om medvetandet verkligen är beroende av resonansinteraktion mellan hjärnan och ZPF. Sådana experiment skulle kunna bryta ny mark inom neurovetenskapen och kasta ljus över långvariga metafysiska frågor om medvetandets natur.
Sammanfattningsvis tillför modellen en ny dimension till sökandet efter en teori om medvetandet, en teori som förenar neurovetenskap med grundläggande fysik. I århundraden har medvetandet varit mänsklighetens djupaste mysterium. Är det en ren produkt av neurala nätverk, eller är det kopplat till något mer grundläggande? De nya rön som jag presenterar i mitt arbete tyder på att den allestädes närvarande ZPF är nyckeln till förståelsen av medvetandet.
Mer information: Joachim Keppler, Makroskopiska kvanteffekter i hjärnan: nya insikter om den grundläggande principen bakom medvetna processer, Frontiers in Human Neuroscience (2025). DOI: 10.3389/fnhum.2025.1676585
Joachim Keppler erhöll en doktorsexamen i fysik vid Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nuremberg, med specialisering inom kvantfältteori. 2012 startade Keppler forskningsinstitutet DIWISS (www.diwiss.de/), som fokuserar på vetenskaplig forskning om medvetande med ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt i gränslandet mellan teoretisk fysik och kognitiv neurovetenskap. Kepplers arbete fokuserar på att utforska de grundläggande mekanismerna bakom medvetna processer och lägga grunden för en teori om medvetande.
