Riset baru menyatakan otak menggunakan efek kuantum [Video]

• Riset baru sebagian mendukung gagasan Roger Penrose tentang efek kuantum di dalam mikrotubulus manusia
• Hipotesis asli Penrose menyatakan bahwa otak menggunakan mikrotubulus untuk efek kuantum, dan bahwa itulah asal-usul kesadaran
• Pada saat itu, gagasan ini dianggap banyak orang sebagai klaim yang agak aneh
• Riset baru menunjukkan bahwa Penrose mungkin setidaknya benar soal mikrotubulus
• Ini bukan berarti seluruh asal-usul kesadaran telah terbukti, dan penjelasan terkait disediakan dalam video

---

Hipotesis mikrotubulus Penrose

• Roger Penrose mengusulkan bahwa otak manusia menggunakan efek kuantum di mikrotubulus
• Hipotesis ini juga mencakup klaim bahwa efek kuantum tersebut adalah asal-usul kesadaran
• Pada saat itu, banyak orang menganggap klaim ini agak aneh

Cakupan yang didukung riset baru

• Riset baru membahas arah bahwa Penrose setidaknya benar soal mikrotubulus
• Namun, sulit untuk mengatakan bahwa seluruh asal-usul kesadaran telah terbukti, dan masih ada batasan berupa “setidaknya untuk mikrotubulus”

Video terkait

• Video 3: Tautan ke video yang membahas riset baru tentang otak yang menggunakan efek kuantum dan gagasan mikrotubulus Penrose

[GN⁺]

Komentar Hacker News

• Makalah ini tampak seperti makalah pemodelan teoretis yang hampir semua gambarnya berupa simulasi, dan pengukuran eksperimen nyatanya tampaknya hanya sekitar tiga pengukuran massal dengan spektrofluorometer
  Klaimnya adalah bahwa pengamatan bahwa mikrotubulus menunjukkan quantum yield (QY) fluoresensi yang lebih tinggi daripada tubulin dapat dijelaskan dengan ide dari simulasi, tetapi sulit menganggap penjelasan yang diajukan penulis sebagai penjelasan paling sederhana untuk jumlah pengukuran yang sesedikit itu
  Sekadar terlindungnya fluorofor dalam pelarut massal saja sudah bisa mengubah QY dan spektrum secara besar. Dulu saya pernah merancang reagen reporter fluoresen biologis
• Makalahnya sendiri[0] sedikit di luar pemahaman saya, tetapi bagian ini[1] membuat saya tertawa
  “Saya sudah berkali-kali mendengar orang berkata sayang sekali Penrose terpikat oleh Hameroff yang gila itu. Namun saya pernah bertemu Penrose maupun Hameroff, dan keduanya memang tentu saja gila, tetapi tak satu pun dari mereka bodoh”
  0: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.3c07936
  1: https://www.youtube.com/watch?v=R6G1D2UQ3gg&t=181s
  • Hal yang penting dalam makalah itu bukan “kuantum”, melainkan klaim bahwa transmisi data melalui cahaya benar-benar ada di dalam sistem saraf
    Makalah itu mengutip hasil emisi cahaya ultra-lemah dari neuron[1], tetapi makalah tersebut berada di balik paywall Elsevier
    Makalah berikutnya kemudian menganggap transmisi data melalui cahaya sebagai asumsi, mengasumsikan struktur yang memandu cahaya seperti serat optik, lalu berlanjut ke transmisi data “ultracepat”
    Perlu komentar dari pakar biokimia. Sama sekali tidak jelas mana yang merupakan hasil nyata dan mana yang sekadar penjelasan gestural, tetapi jelas ini berada di ranah yang bisa diuji secara eksperimen. Riset lanjutan harus keluar dari spekulasi dan mengonfirmasi atau menolaknya
    [1] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S10111...
• Jika otak adalah benda fisik yang dipengaruhi semua efek kuantum, bukankah hal yang baru justru kalau otak tidak menggunakan efek kuantum? Bahwa otak menggunakannya tampak wajar
  • Kata-kata dipakai untuk memotong-motong dunia, dan karena itu memiliki makna
    Jika kata-kata ini dianggap berlaku untuk segala sesuatu di alam semesta, kita justru menghilangkan maknanya, padahal bukan itu maksudnya
    Roket juga dipengaruhi efek kuantum, tetapi perilakunya bisa dimodelkan dengan cukup baik secara klasik. Jika dibaca secara murah hati, maksudnya kira-kira “untuk memodelkan perilaku kerja otak, mekanika klasik saja tidak cukup”
  • Bahwa mekanika kuantum diperlukan untuk menjelaskan fenomena mikroskopis dalam kimia dan biologi sama sekali bukan hal yang diperdebatkan
    Klaim yang aneh adalah seolah-olah makhluk hidup 1) telah menemukan cara mempertahankan keterikatan jarak jauh dan keadaan koheren yang dalam komputasi kuantum pun baru susah payah dicoba dalam vakum dingin, di lingkungan larutan 300K, dan 2) sekaligus mengaitkannya secara selektif dengan proses komputasi neuron yang sudah ada dan telah dibuktikan secara eksperimen penting bagi pikiran dan kesadaran
    Selama 30 tahun terakhir tidak ada bukti eksperimen substansial yang mendukung hal ini, dan pada akhirnya ini dekat dengan klaim bahwa “biologi itu sihir”. Karena itu sebagian besar biofisikawan dan ilmuwan saraf tidak menganggapnya serius
  • “Efek kuantum” biasanya berarti keadaan koheren dari superposisi
    Dalam lingkungan hangat dan penuh foton seperti otak, superposisi pada praktiknya mengalami dekoherensi hampir seketika, sekalipun tanpa alasan lain. Jadi tidak masuk akal jika efek kuantum memainkan peran komputasi yang bermakna di otak
  • Ketika klaim seperti ini muncul, maksudnya bukan bahwa atom dan molekul menggunakan efek kuantum untuk melakukan hal-hal biasa, melainkan bahwa efek kuantum dipakai dalam proses “kognisi” sehingga membuka ruang bagi kita untuk percaya bahwa kita lebih dari sekadar mesin biologis, dan menyisakan sifat-sifat magis seperti jiwa, kesadaran, dan kehendak bebas
    Ada hasil yang menunjukkan efek kuantum membantu fotosintesis, tetapi dalam biologi sangat jarang ada penggunaan menarik di kognisi atau bidang lain. Saya menganggap fotosintesis sebagai salah satu dari sedikit contoh yang terdokumentasi
    Gagasan otak kuantum, terlepas dari popularitasnya, selama puluhan tahun belum menunjukkan bukti yang menentukan. Jadi jika klaim ini terbukti, itu benar-benar akan menjadi hasil yang sangat baru
  • Judulnya mungkin seharusnya “otak menggunakan efek kuantum dengan cara yang berguna dan dapat dikendalikan”
    Sabine menjelaskannya dengan baik dalam videonya. Untuk menggunakan efek kuantum dalam komputasi diperlukan kondisi yang sangat terkendali, dan selama ini dianggap mustahil di otak
• Secara garis besar, Penrose tampaknya melihat kemampuan manusia seperti penalaran abduktif jelas tidak dapat dikomputasi, sehingga membantah gagasan bahwa pikiran dapat direduksi menjadi algoritme
  Lalu ia mengusulkan bagaimana sesuatu yang dilakukan pikiran tetap bisa memiliki dasar fisik meski bukan mesin komputasi murni
  • Sama sekali tidak meyakinkan. Jika sesuatu memiliki dasar fisik dan dapat dicapai, bukankah menurut definisi ia harus dapat dikomputasi?
  • Kesan yang saya dapat dari video Sabine bukan begitu
    Yang tidak dapat dikomputasi adalah kesadaran itu sendiri, yaitu pengalaman subjektif, dan AI mungkin tidak akan pernah sadar
• Apakah mengejutkan jika evolusi akhirnya memanfaatkan mekanika kuantum untuk suatu fungsi? Evolusi memanfaatkan segala hal lainnya
  Ada juga teori bahwa mekanika kuantum berperan dalam penciuman[1]
  [1] <https://en.wikipedia.org/wiki/Vibration_theory_of_olfaction>
  • Kita cukup yakin bahwa beberapa proses biologis memanfaatkan proses mekanika kuantum tertentu
    Secara ketat, segala sesuatu dalam biologi pada akhirnya dijelaskan oleh kimia kuantum dan fisika, tetapi itu sendiri tidak terlalu menarik. Namun tampaknya kita belum menemukan bukti spesifik bahwa suatu proses biologis memanfaatkan keterikatan
    Contoh yang sejauh ini saya lihat kebanyakan berkisar pada tunneling dan koherensi. Ada banyak perdebatan soal arti “kuantum”, tetapi sebagian besar perdebatan berkaitan dengan perilaku keterikatan dan kolaps fungsi gelombang. Tunneling dan koherensi kini sudah menjadi fenomena mekanika kuantum yang cukup biasa
    Video sains populer Sabine terkait biologi tidak terasa sangat berwawasan atau akurat bagi saya
  • Sama sekali tidak mengejutkan. Ada bukti efek kuantum dalam kompleks pemanen cahaya klorofil yang bekerja pada suhu sekitar
    Tampaknya itu adalah unsur kunci yang memandu foton secara efisien ke fotosistem
  • Dalam fotosintesis, efek itu berperan. Saya sedang memakai ponsel jadi tidak bisa langsung memberi referensi, tetapi itu kasus yang 100% terverifikasi
  • Justru akan mengejutkan jika tidak demikian. Mengapa proses evolusi tidak mengeksplorasi mekanisme yang melibatkan efek kuantum?
• Kurangnya imajinasi para biolog selalu menarik
  Kira-kira setiap 10 tahun, satu dogma kokoh tentang sistem biologis terbukti salah, dan tampaknya pola mengejek fisikawan, ilmuwan komputer, atau matematikawan yang pertama kali mengusulkannya sebelum itu terus berulang
• Setiap kali Sir Roger berbicara, saya jadi bertanya-tanya berapa banyak hal yang ia simpan hanya di dalam dirinya sendiri. Ia benar-benar seperti permata
  • Mungkin cukup banyak. Ia punya pandangan nonortodoks tentang berbagai topik
    Misalnya, ia tampaknya tidak percaya pada kematian termal alam semesta, dan juga punya teori menarik tentang gelombang gravitasi dan lain-lain
• Saya tidak mengerti mengapa mereka menautkan spam blog ini alih-alih makalah atau artikel yang lebih baik
  Hossenfelder tidak memiliki kualifikasi neurosains, dan sering kali dengan percaya diri tidak akurat
• …tetapi bukankah semua yang melakukan fotosintesis juga begitu?
  • Tumbuhan punya banyak kecerdasan. Misalnya crown shyness, menjulur mencari air, pohon-pohon saling memberi tahu bahwa jerapah sedang memakan daunnya, dan sebagainya
• Jika otak bisa memperoleh sedikit saja keuntungan adaptif dengan memanfaatkan efek kuantum, ia akan melakukannya
  Namun alasan orang tertarik pada topik ini tampaknya karena mereka mengira ada hubungan antara sifat kuantum otak dan kesadaran. Argumen itu pada akhirnya tampak tidak lebih dari “efek kuantum terlihat misterius, kesadaran juga terlihat misterius, jadi efek kuantum menyebabkan kesadaran atau merupakan kesadaran itu sendiri”, dan itu cukup lemah