Lượng tử sinh học có ở phía trước chúng ta không?

Bây giờ chúng ta đã biết các công cụ sinh học / phân tử cho phép các sinh vật sống đối phó với các tính toán lượng tử, ví dụ như các protein ưa thích cho phép các loài chim xử lý sự kết hợp lượng tử (ví dụ: kim lượng tử của la bàn từ tính hoặc Định vị hình nón đôi và Mô hình biểu hiện theo mùa Vai trò trong Magnetorecellect cho Châu Âu Robin Cryptochrom 4 ) Tôi tự hỏi:

• Những công cụ này đã giải quyết vấn đề mà bạn (nhà nghiên cứu máy tính lượng tử) có chưa?
• Có bất kỳ vấn đề cụ thể nào mà các công cụ này 'phải' giải quyết bằng cách nào đó mà bạn đang vật lộn với phòng thí nghiệm của mình không?
• Chúng ta có thể sử dụng chúng (mặc dù điều này sẽ ngụ ý một sự thay đổi mô hình theo hướng công nghệ sinh học)?

"Máy tính lượng tử có trước chúng ta không?"

Đã có một số công việc được thực hiện về điện toán sinh học , điện toán lượng tử , hóa học spin và các phản ứng từ hóa.

Các cặp gốc tương quan - các cặp gốc thoáng qua được tạo ra đồng thời, sao cho 2 spin electron, mỗi một gốc, có mối tương quan với nhau - trên các protein từ tính quang điện như Cryptochromes không tạo thành tính toán lượng tử.

Xem: " Từ tính phụ thuộc vào ánh sáng ở chim: phân tích hành vi dưới ánh sáng đỏ sau khi tiếp xúc với ánh sáng đỏ " của W. Wiltschko, Gesson, Noll và R. Wiltschko trên Tạp chí Sinh học Thực nghiệm, 2004.

Xem bài viết " Từ trường động vật dựa trên tầm nhìn " tại trang web QuantBioLab, nhóm nghiên cứu Vật lý tính toán và Sinh học lượng tử, Đại học Nam Đan Mạch (SDU):

$_1$$_2$$B$$_1$$_2$$B$

Hình 7. Sơ đồ minh họa mắt chim và các thành phần quan trọng của nó. Võng mạc (a) chuyển đổi hình ảnh từ hệ thống quang học của mắt thành tín hiệu điện được gửi dọc theo các tế bào hạch tạo thành dây thần kinh thị giác đến não. (b) Một phân đoạn võng mạc mở rộng được hiển thị sơ đồ. (c) Võng mạc bao gồm một số lớp tế bào. Các tín hiệu chính phát sinh trong các phân đoạn bên ngoài của que và hình nón được truyền đến các tế bào ngang, lưỡng cực, amacrine và hạch. (d) Tín hiệu dẫn truyền ánh sáng chính được tạo ra trong protein rhodopsin của thụ thể được hiển thị sơ đồ ở mật độ giảm nhiều. Các rhodopsin chứa màng tạo thành các đĩa có độ dày ~ 20nm, cách nhau ~ 15202020.

Theo thuật ngữ toán học, la bàn dựa trên tầm nhìn ở chim được đặc trưng bởi chức năng lọc, mô hình điều chế tín hiệu hình ảnh qua trung gian từ trường được ghi trên võng mạc của chim (xem Hình 8).

Hình 8. Toàn cảnh tại Frankfurt am Main, Đức. Hình ảnh cho thấy phối cảnh phong cảnh được ghi lại từ độ cao bay của chim 200 m so với mặt đất với các hướng hồng y được chỉ định. Trường thị giác được sửa đổi thông qua chức năng lọc từ; các mô hình được hiển thị cho một con chim nhìn vào tám hướng hồng y (N, NE, E, SE, S, SW, W và NW). Góc nghiêng của trường địa từ là 66 °, là một giá trị đặc trưng cho vùng.

Một máy tính cơ học sinh học đã được tạo ra. Bio4Comp, một dự án nghiên cứu do EU tài trợ, đã tạo ra các máy phân tử sinh học, mỗi máy chỉ có kích thước vài phần tỷ mét (nanomet). Các hệ thống chuyển động actin-myosin và microtubule-kinesin có thể giải quyết các vấn đề bằng cách di chuyển qua một mạng lưới các kênh được thiết kế nano để thiết kế một thuật toán toán học; một cách tiếp cận chúng tôi gọi là mạng vi tính sinh học dựa trên mạng. Bất cứ khi nào các phân tử sinh học đạt đến một điểm nối trong mạng, họ sẽ thêm một số vào tổng mà họ đang tính toán hoặc bỏ nó đi. Bằng cách đó, mỗi phân tử sinh học hoạt động như một máy tính nhỏ với bộ xử lý và bộ nhớ. Mặc dù một phân tử sinh học riêng lẻ chậm hơn nhiều so với máy tính hiện tại, chúng tự lắp ráp để chúng có thể được sử dụng với số lượng lớn, nhanh chóng tăng thêm sức mạnh tính toán của chúng. Một ví dụ về cách thức này hoạt động được hiển thị trong video trên trang web của họ.

• Những công cụ này đã giải quyết vấn đề mà bạn (nhà nghiên cứu máy tính lượng tử) có chưa?

• Có bất kỳ vấn đề cụ thể nào mà các công cụ này 'phải' giải quyết bằng cách nào đó mà bạn đang vật lộn với phòng thí nghiệm của mình không?

• Chúng ta có thể sử dụng chúng (mặc dù điều này sẽ ngụ ý một sự thay đổi mô hình theo hướng công nghệ sinh học)?

"Bước đầu tiên trong việc giải quyết các vấn đề toán học với tính toán sinh học dựa trên mạng là mã hóa vấn đề thành định dạng mạng để các động cơ phân tử khám phá mạng có thể giải quyết vấn đề. Chúng tôi đã tìm thấy mã hóa mạng cho một số vấn đề hoàn chỉnh NP, đặc biệt khó khăn để giải quyết với máy tính điện tử. Ví dụ, chúng tôi đã mã hóa tổng tập hợp con, bìa chính xác, mức độ thỏa mãn của boolean và nhân viên bán hàng du lịch .

Trong dự án Bio4Comp, chúng tôi sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa các bảng mã này để chúng có thể được giải quyết hiệu quả với các tác nhân sinh học và dễ dàng mở rộng hơn. Tương tự như các thuật toán máy tính được tối ưu hóa, các mạng được tối ưu hóa có thể làm giảm đáng kể sức mạnh tính toán (và do đó số lượng protein động cơ) cần thiết để tìm ra giải pháp chính xác. "- Nguồn: Nghiên cứu Bio4Comp .

Một bài báo thú vị khác hỗ trợ câu trả lời của tôi rằng các cặp cực đoan không tạo thành một máy tính lượng tử, mà chỉ là một phản ứng sinh hóa lượng tử thể hiện hóa học spin, là " Đầu dò lượng tử và thiết kế cho một la bàn hóa học với cấu trúc nano từ tính " của Jianming Cai (2018).

Giới thiệu. - Gần đây, đã có sự quan tâm ngày càng tăng đối với sinh học lượng tử, cụ thể là nghiên cứu các hiệu ứng lượng tử trong các hệ thống hóa học và sinh học, ví dụ, hệ thống thu hoạch ánh sáng, la bàn gia cầm và khứu giác. Động lực chính là để hiểu làm thế nào sự kết hợp lượng tử (vướng víu) có thể được khai thác để thực hiện các chức năng sinh học. Là một bước quan trọng đối với mục tiêu này, mong muốn tìm thấy các công cụ có thể phát hiện các hiệu ứng lượng tử trong điều kiện môi trường xung quanh. Mục tiêu cuối cùng của mối quan tâm thực tế trong nghiên cứu sinh học lượng tử là học từ tự nhiên và thiết kế các thiết bị hiệu quả cao có thể bắt chước các hệ thống sinh học để hoàn thành các nhiệm vụ quan trọng, ví dụ như thu thập năng lượng mặt trời và phát hiện từ trường yếu.

Lấy ví dụ về sinh học lượng tử, cơ chế cặp triệt để là một giả thuyết hấp dẫn để giải thích khả năng của một số loài phản ứng với từ trường yếu, ví dụ như chim, ruồi giấm và thực vật. La bàn từ hóa học có thể tìm thấy các ứng dụng trong từ kế từ xa, trong bản đồ từ tính của các vật liệu cực nhỏ hoặc phức tạp về mặt địa hình và trong hình ảnh thông qua phương tiện tán xạ. Nó đã được chứng minh rằng một la bàn chấp nhận cầu hiến tổng hợp bao gồm một caroten liên kết (C), porphyrin (P) và fullerene (F) có thể hoạt động ở nhiệt độ thấp (193 K). Điều đáng ngạc nhiên là một phân tử bộ ba như vậy là ví dụ duy nhất được biết đến đã được chứng minh bằng thực nghiệm là nhạy cảm với trường địa từ (chưa ở nhiệt độ phòng).

...

Tóm lược. - Chúng tôi đã chứng minh rằng một trường gradient có thể dẫn đến sự tăng cường đáng kể hiệu suất của la bàn hóa học. Trường gradient cũng cung cấp cho chúng ta một công cụ mạnh mẽ để điều tra động lực lượng tử của các phản ứng cặp triệt để trong hóa học spin . Cụ thể, nó có thể phân biệt trạng thái cặp gốc ban đầu ở trạng thái đơn lẻ vướng mắc hay ở trạng thái tương quan kinh điển, ngay cả trong các tình huống mà mục tiêu đó không thể đạt được trước đó. Những hiện tượng này vẫn tồn tại khi bổ sung tính trung bình định hướng một phần và thêm nhiễu từ thực tế. Các hiệu ứng dự đoán có thể có thể phát hiện được trong một la bàn hệ thống lai gồm các hạt nano từ tính và các cặp gốc trong một vật chủ tinh thể lỏng định hướng. Công việc của chúng tôi cung cấp một phương pháp đơn giản để thiết kế / mô phỏng cảm biến từ trường yếu lấy cảm hứng từ sinh học dựa trên cơ chế cặp gốc với độ nhạy cao có thể hoạt động ở nhiệt độ phòng.

Phần lớn đã được viết về Sinh học lượng tử . Một thứ hơi cũ - và chưa, chắc chắn là của Phillip Ball, Bình minh của Sinh học lượng tử (Thiên nhiên 2011, 474, 271-274). Hiện tại, chúng ta không xem xét điều đó và thay vào đó tập trung vào câu hỏi của bạn.

Về câu hỏi đầu tiên: ( nó có giải quyết được vấn đề của chúng ta không? )

Một hệ thống (hoặc quá trình) được mô tả bởi Sinh học lượng tử là cơ học lượng tử không tầm thường , và do đó thú vị, nhưng theo hiểu biết tốt nhất của tôi, nó cũng không phải là đa qubit , nên thực sự không phải là máy tính lượng tử. Cụ thể: các quá trình sinh học lượng tử được biết đến hiện tại không thể hiện khả năng mở rộng và chúng cũng không trình bày các cổng logic lượng tử (hoặc không theo cách chúng ta hiểu chúng ít nhất), ít hơn nhiều thuật toán lượng tử. Vì vậy, như một câu trả lời, chủ yếu là không: những công cụ này không giải quyết được vấn đề của chúng tôi.

Về câu hỏi thứ hai: ( nó có giải quyết được một vấn đề cụ thể mà chúng ta đang đấu tranh không? )

Sự kết hợp lượng tử đáng tin cậy ở trạng thái rắn, trong các hệ thống có cấu trúc phức tạp và ở nhiệt độ cao là điều mà tất cả chúng ta muốn thấy đã được giải quyết, và, ít nhất là đến một lúc nào đó, đây là điều Sinh học lượng tử nói về. Vì vậy, theo như sự hiểu biết hiện tại về lĩnh vực này, đây thực sự là một vấn đề cụ thể mà mọi người trong phòng thí nghiệm đang nghiên cứu và dường như đã được giải quyết trong Sinh học (vì các phân tử là cấu trúc nano phức tạp). Bất cứ khi nào chúng ta có thể trong phòng thí nghiệm của mình đạt được sự kết hợp lượng tử ở trạng thái rắn, trong các hệ thống có cấu trúc phức tạp và ở nhiệt độ cao, chúng ta sẽ tiến gần hơn đến tính hữu dụng và giá rẻ. Vì vậy, như một câu trả lời, đó là một có.

Ở câu hỏi thứ ba: ( chúng ta có thể sử dụng các phân tử sinh học làm phần cứng lượng tử không? )

Họ chưa tham gia giải đấu chính, để nói rằng ít nhất. Ngay cả khi suy đoán lạc quan, tôi sẽ nói rằng họ sẽ không cạnh tranh với những người chơi lớn bất cứ lúc nào, nhưng tôi tin rằng, khi nghiên cứu tiến bộ qua DNA origami (và các chiến lược liên quan) trong Sinh học phân tử và Sinh học tổng hợp, ở một số các qubit sinh học điểm sẽ đóng một vai trò trong tập hợp các qubit spin phân tử. Cụ thể, chìa khóa liên quan sẽ là kết hợp sự gắn kết (dường như đã được chứng minh) trong điều kiện bất thường (ấm, ẩm ướt), với khả năng vô song của các phân tử sinh học để tự tổ chức cực kỳ phức tạp vào các cấu trúc chức năng. Vì các qubit spin phân tử (mạch lạc, có tổ chức) là lĩnh vực nghiên cứu của tôi, hãy để tôi liên kết với một vài bài báo liên quan. Đầu tiên, một phản ứng đầu tiên về phân tử từ tính đầu tiên có khả năng cạnh tranh về sự gắn kết với các ứng cử viên trạng thái rắn thông thường, và do đó làm thế nào các phân tử từ trở lại trong cuộc đua với máy tính lượng tử . Ngoài ra, đề xuất này (tiết lộ: Tôi là một tác giả) trên arXiv về lý do và cách thức người ta có thể sử dụng peptide như các giàn giáo đa năng cho điện toán lượng tử .

Đã có rất nhiều tranh luận khoa học về bằng chứng về hiệu ứng lượng tử trong sinh học do những khó khăn trong việc tái tạo bằng chứng khoa học. Một số người đã tìm thấy bằng chứng về sự gắn kết lượng tử trong khi những người khác cho rằng đây không phải là trường hợp. (Bóng, 2018).

Nghiên cứu gần đây nhất (trong Hóa học tự nhiên, tháng 5 năm 2018 ) đã tìm thấy bằng chứng về một tín hiệu dao động cụ thể cho thấy sự chồng chất. Các nhà khoa học đã tìm thấy các hiệu ứng lượng tử kéo dài chính xác như mong đợi dựa trên lý thuyết và chứng minh rằng những thứ này thuộc về năng lượng được đặt chồng lên hai phân tử cùng một lúc. Điều này dẫn đến kết luận rằng các hệ thống sinh học thể hiện các hiệu ứng lượng tử tương tự như các hệ thống phi sinh học.

Những ảnh hưởng này đã được quan sát trong trung tâm phản ứng Fenna-Matthews-Olsen của vi khuẩn - Chlorobium Tepidum (Borroso-Flores, 2017).

Nghiên cứu chứng minh kích thước và thang thời gian của các quá trình truyền năng lượng quang hợp đặt chúng gần với biên giới lượng tử / cổ điển. Có nhiều cách giải thích cho điều này, nhưng dường như chúng chỉ ra giới hạn lượng tử / cổ điển ồn ào là lý tưởng cho việc kiểm soát truyền năng lượng kích thích. Keren 2018.

Sinh học lượng tử như chất bán dẫn sinh học

Các động lực như vậy trong sinh học phụ thuộc vào hóa học spin (cặp triệt để), và người ta đã nhận ra rằng chất bán dẫn hữu cơ (OLED) nhất định thể hiện tính chất từ ​​điện hoặc phát quang từ, cơ chế chia sẻ vật lý cơ bản giống hệt với các cặp cơ bản trong sinh học

 Hore (2016).

Các thuật ngữ 'spin singlets' và 'triplets' được sử dụng trong điện tử học (trong điều tra chất bán dẫn) và các cặp thuật ngữ gốc (bao gồm cả singlet spin hoặc bộ ba) được sử dụng để thảo luận về hóa học spin trong sinh học. Nhưng tất cả các thuật ngữ đang mô tả cùng một hiện tượng (chỉ trong các lĩnh vực kỷ luật khác nhau). Gần đây đã có những lời kêu gọi liên ngành về việc tích hợp hóa học spin và điện tử học tinh trùng để công nhận J Matysik (2017) này.

Các chất bán dẫn sinh học đã được các nhà khoa học xác định bao gồm melanin và peptide, và peptide hiện đang được khám phá như là giàn giáo cho điện toán lượng tử.

Chuyển điện tử UltriaFast và lưu trữ thông tin spin điện tử trong một spin hạt nhân

Trong quá trình quang hợp, các nhà máy sử dụng sự kết hợp điện tử để truyền năng lượng và điện tử cực nhanh và đã chọn các rung động cụ thể để duy trì các kết hợp đó. Bằng cách này, quá trình truyền năng lượng quang hợp và tách điện tích đã đạt được hiệu quả đáng kinh ngạc. Đồng thời, các tương tác tương tự này được sử dụng để bảo vệ hệ thống chống lại các sản phẩm phụ không mong muốn của việc thu hoạch ánh sáng và tách điện tích ở cường độ ánh sáng cao

Rienk van Grondelle.

Trong quá trình tách điện tích trong các trung tâm phản ứng quang hợp, các trạng thái bộ ba có thể phản ứng với oxy phân tử tạo ra oxy nhóm đơn phá hủy. Năng suất sản phẩm bộ ba ở vi khuẩn và thực vật được quan sát là bị giảm bởi từ trường yếu. Có ý kiến ​​cho rằng hiệu ứng này là do sự phân cực hạt nhân động điện hóa ở trạng thái rắn (photo-CIDNP), đây là một phương pháp hiệu quả để tạo ra sự phân cực không cân bằng của các spin hạt nhân bằng cách sử dụng các phản ứng hóa học, có các cặp triệt để làm trung gian ( Adriana Marais 2015). Trong sinh học như cơ chế có thể làm tăng khả năng chống lại stress oxy hóa.

Nó đã được ghi nhận rằng dường như có một mối liên hệ giữa các điều kiện xuất hiện của CIDNP photo trong các trung tâm phản ứng và các điều kiện của sự chuyển đổi điện tử hiệu quả ánh sáng vượt trội trong các trung tâm phản ứng. J Matysik 2009,  NẾU Cespedes-Camacho và J Matysik 2014. 

Một hiệu ứng CIDNP đã được quan sát thấy ở trung tâm phản ứng Fenna - Matthews - Olsen (Roy et al 2006).

Một hiệu ứng CIDNP cũng đã được quan sát thấy trong flavin adenine dinucleotide (FAD) ( Stob 1989) .

FAD có liên quan đến các hiệu ứng lượng tử được lý thuyết hóa trong tiền điện tử và các phản ứng oxi hóa khử sinh học khác. Lý thuyết được chấp nhận rộng rãi là trong quá trình phản ứng với từ trường, sự kích thích hình ảnh của đồng yếu tố flavin adenine dinucleotide (FAD) không liên kết cộng hóa trị trong Cryptochrom dẫn đến sự hình thành các cặp triệt để thông qua việc chuyển electron liên tiếp dọc theo tryptophan-triad. một chuỗi gồm ba dư lượng tryptophan được bảo tồn trong protein. Quá trình này làm giảm trạng thái singlet bị kích thích ảnh của FAD thành gốc anion, giống như cách mà CIDNP MAS NMR đã cung cấp những hiểu biết chi tiết về vận chuyển điện tử quang hợp trong các trung tâm phản ứng, nó được dự đoán trong nhiều ứng dụng trong các nghiên cứu cơ học của các protein quang hoạt khác.

'cho đến nay, không có hiện tượng CIDNP nào được quan sát thấy trong điện tử học, mặc dù khả năng thu được các hiệu ứng như vậy đã được đề cập. Nếu cộng hưởng spin hạt nhân được phát hiện có tác động đến sự vận chuyển điện tử phụ thuộc spin do tương tác hyperfine, thì cuối cùng ngược lại quá trình có thể trở nên khả thi: lưu trữ thông tin spin điện tử trong spin hạt nhân.

 J Matysik (2017).

Đây là một tiện ích mở rộng của Anin Post ở trên (Tôi không thể truy cập lại tài khoản Anin, vì vậy đã tạo một tài khoản mới dưới thẻ 'có hệ thống'.

Sinh học lượng tử không thể đơn giản giải quyết các mối quan tâm thực tế của điện toán lượng tử khi chúng đứng - vì sinh học không chỉ đơn giản là một dạng của máy tính bán dẫn hoặc lượng tử.

Tôi lưu ý rằng các học giả hàng đầu như PJ Hore (trích dẫn ở trên) làm việc về cơ chế cặp triệt để trong sinh học đã được kết nối mạnh mẽ với nghiên cứu NMR ngay từ đầu.

Những học giả này cũng có thể nhận thức được cả lợi ích và cạm bẫy của công việc liên ngành. Một trong những rủi ro lớn trong nghiên cứu học thuật, là trong việc vẽ tương đồng giữa các ngành, chúng ta có thể bỏ qua sự khác biệt. Vì vậy, tôi sẽ khuyên những người làm việc trong lĩnh vực sinh học lượng tử, máy tính sinh học và điện toán lượng tử vẫn nên để ngỏ sự khác biệt cũng như sự tương đồng. Sinh học đã phát triển qua hàng triệu năm (và vẫn đang thích nghi). Tái tạo những phát hiện trong sinh học có thể là một vấn đề đau đầu vì lý do này. Các nhà sinh học có thể thấy rằng làm việc với một mẫu vật khác hoặc thực hiện những thay đổi nhỏ trong môi trường có thể làm thay đổi đáng kể những phát hiện. Những gì áp dụng trong trường hợp của một loài, có thể không áp dụng cho những người khác. Do đó, điều quan trọng là luôn luôn quan trọng khi đọc các ngành khoa học sinh học để đọc rộng rãi.

Không chắc rằng sinh học sẽ đơn giản phù hợp với các khái niệm hiện có trong điện toán hoặc vật lý. Nó đòi hỏi các học giả kiểm tra các hiện tượng như một cái gì đó chưa biết và nắm giữ nhiều khả năng - một số trong đó có thể thách thức bất kỳ định kiến ​​nào họ đã có.

Ví dụ, chỉ tập trung vào cơ chế cặp gốc trong nghiên cứu về hiệu quả lượng tử (trong các quá trình sinh học) sẽ bị hạn chế sử dụng mà không hiểu bối cảnh rộng hơn của chúng.

Hiểu ngữ cảnh

Có nghiên cứu chứng minh sự tương tác của tiền điện tử với cơ chế oxi hóa khử và thời gian sinh học trong các mô hình chuột (Harino et a, 2017 ). Và rộng rãi hơn, có một tài liệu ngày càng phát triển về sự tương tác của oxi hóa khử và nhịp sinh học (bao gồm cả thông qua sinh học) trên nhiều loài thực vật ( Guadagno et al, 2018) và các loài động vật. Một nghiên cứu gần đây đã xác định nhịp sinh học của các thế hệ oxy phản ứng (ROS) và các enzyme nhặt rác ROS, và cũng có nhịp sinh học của quá trình quang hợp tạo ra ROS ( Simon et al, 2019 ). Nếu bạn muốn hiểu thêm về nhịp sinh học thì tôi khuyên bạn nên kiểm tra Alfred Goldbeter làm việc.

Sinh học không tách rời mọi thứ thành các thành phần riêng lẻ

Hoạt động của các cơ chế thời gian như vậy có ý nghĩa đối với hiệu quả lượng tử [ Garzia- Plazaola et al, 2017 ; Schubert và cộng sự, 2004 ) trong sinh học. Sorek và Levy (2012) cũng đã nghiên cứu mối quan hệ với bù nhiệt độ. Dường như sinh học có thể coi tín hiệu ánh sáng và nhiệt độ là tích hợp chứ không tách rời ( Franklin et al, 2014) .

Gen khóc làm thay đổi quá trình truyền ánh sáng màu xanh lam (<420nm) ảnh hưởng đến đồng hồ sinh học, định hướng không gian và taxi liên quan đến trọng lực, từ trường, mặt trời, mặt trăng và bức xạ thiên thể ở một số loài ( Clayton, 2016)

Ký ức khái niệm

Một vấn đề khác mà những người đang phát triển công nghệ bộ nhớ mới phải đối mặt là sử dụng khái niệm nào cho bộ nhớ. Nếu bạn đang cố gắng rút ra sự hiểu biết từ sinh học, thì có thể hữu ích để xem lại tài liệu mới nhất về bộ nhớ sinh học.

Khái niệm về bộ nhớ lưu trữ như một dạng bộ nhớ tính toán cụ thể (mã hóa, lưu trữ và truy xuất) là lỗi thời và có thể tranh cãi (ví dụ như vẽ về Atkinson và Shiffrin, 1968). Ngày nay có nhiều khái niệm về bộ nhớ từ các ngành khác nhau.

Nhìn rộng ra, trên nhiều lĩnh vực, bộ nhớ hiện được coi là được xây dựng hoặc tạo ra chứ không phải là 'sự thật'. Khái niệm như vậy ngày càng được tìm thấy trong khoa học thần kinh, nơi ánh sáng đang được sử dụng để tái tạo lại ký ức hoặc cấy ghép những cái mới thông qua s optogenetic .

Nhiều khái niệm tập trung vào khía cạnh không gian-thời gian của bộ nhớ. Ví dụ, trong khái niệm du hành thời gian tinh thần, thông tin lịch sử (được xác định với thời gian và địa điểm khác) được xem xét lại và định hình lại trong hiện tại - có lẽ theo nhu cầu của môi trường hiện tại. Do đó, thay vì cố định, quá khứ và tương lai tồn tại dưới dạng nhiều khả năng trước khi chúng bị sụp đổ bằng cách áp dụng một kỹ thuật của bộ nhớ. Dự đoán dựa trên dữ liệu lịch sử tự nó là một kỹ thuật để định hình lại bộ nhớ. Kỹ thuật của con người hoặc thực hành bộ nhớ đã được tạo ra bởi con người (dựa trên triết lý - từ Plato đến Husserl), vì vậy không thể được xem là bẩm sinh. Nếu chúng ta áp dụng các kỹ thuật liên quan đến triết lý của thời kỳ khai sáng, chúng ta sẽ định hình trí nhớ cho phù hợp (nghĩa là tuân thủ các dạng vật lý cổ điển), nhưng có những lựa chọn thay thế từ các lĩnh vực triết học như hiện tượng học có thể phù hợp hơn với trí nhớ lượng tử.

Một số khái niệm thay thế của bộ nhớ lượng tử đã được đưa ra.

Một số môn học cũng nhận ra rằng quên (nhiều hơn là nhớ) là một khía cạnh cần thiết của bộ nhớ sinh học - mặc dù không rõ liệu thông tin có bị xóa sổ hay chỉ bị giữ lại khỏi ý thức cho đến khi nó xuất hiện khi nó mở ra truy cập lại và định hình lại. Người ta cũng nhận ra rằng bộ nhớ vượt ra ngoài cá nhân và được chia sẻ trong các tập thể sinh học.

Mã phát sinh?

Bạn có thể cân nhắc về cách các hệ thống sinh học lượng tử có thể tạo ra mã. Một manh mối cho điều này có thể là trong hệ thống thị giác của chúng ta. Chúng tôi có các vật liệu như tiền điện tử trong võng mạc của chính chúng ta phản ứng với ánh sáng và từ trường ( Foley et al, 2011)

Người ta đã đề xuất rằng photpho (có thể được tạo ra trong vỏ thị giác của chúng ta để phản ứng với ánh sáng nhấp nháy và từ trường điện) là kết quả của các phản ứng gốc tạo ra ánh sáng của các loại oxy phản ứng (ROS) và ROS không dẫn đến oxy hóa các phân tử sinh học , tự tái tổ hợp các gốc hữu cơ và truyền năng lượng kích thích đến các nhiễm sắc thể. Császár et al, 2015 .

Phosphenes tạo ra một loạt lớn các hình dạng và màu sắc hình học . Chúng có khả năng hoạt động như mã / bộ nhớ .

Rất vui khi nhận ra giới hạn của riêng tôi

Nhưng những điều trên chỉ đại diện cho những ý tưởng mà tôi đã lượm lặt được từ những khám phá của riêng tôi (thông qua các mức độ liên ngành khác nhau). Sinh học mở rộng ra xa, vượt xa những thứ này và có lẽ nó sẽ chỉ ra rằng nó hoạt động theo nhiều cách trên các loài và môi trường. Một số người có thể thấy sự không chắc chắn như vậy là đáng lo ngại, nhưng đối với tôi điều này giữ lời hứa tuyệt vời cho tương lai. Ví dụ, sinh học có thể tiến hóa để tạo ra rất ít ô nhiễm trong môi trường của nó.