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量子大脑:激光可以告诉我们纠缠光子和神经元之间的关系

麻醉剂用于接受医疗手术的患者已有大约 175 年的历史,但医生和科学家一直不知道这些药物是如何扰乱大脑意识的。

密歇根大学教授西奥多·古德森三世和乔治·马舒尔正在研究理解这一过程的新方法。这项合作得到了美国国立卫生研究院资助的意识中心的支持,目前正着手进一步研究细胞中的这一过程。

Goodson 的下一阶段研究将得到美国国家科学基金会化学和物理部门在三年期限内续订 503,551 美元的资助的支持。

化学、应用物理学和高分子科学与工程教授古德森和麻醉学和神经外科教授马舒尔的工作研究了麻醉醚和量子纠缠光子之间的基本相互作用。

发表在《科学报告》上的一项研究探索了使用基于激光的量子力学技术来探测麻醉机制。为了弥合手术室和激光实验室之间的差距,两位研究人员开始探索当前临床使用的两种麻醉药物七氟烷和异氟烷是否真的可以与纠缠光子相互作用。纠缠的光子意味着即使一个光子不靠近其伙伴,影响一个光子也会影响另一个光子。

为了检测这些信号,古德森和马舒尔使用了古德森开发的光谱和显微方法,这些方法使用量子光来检查传统光不可见的原子特征。他们的发现让他们俩都感到惊讶:虽然非纠缠的光子对能够穿过麻醉药物而没有任何相互作用,但一小部分纠缠的光子确实与麻醉药物发生了相互作用。

古德森说:“纠缠光子与麻醉药物的相互作用导致信号非常小,使用经典激光的传统方法很难检测到它们。”

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