ألياف ضوئية كمومية في الدماغ! ..تعزيز العلاج وحماية ضد الأمراض التنكسية

كشف باحثون في جامعة هوارد عن اكتشاف رائد في علم الأحياء الكمي، حيث كشفوا أن الألياف الضوئية الكمومية التي تشكلها شبكات التربتوفان داخل الدماغ قد تعزز المعالجة المعرفية وربما تحمي من الأمراض التنكسية مثل مرض الزهايمر.

تركز الدراسة التي أجراها مختبر بيولوجيا الكم تحت قيادة الدكتور فيليب كوريان، على الشبكات البصرية الكمومية الكبيرة للتريبتوفان الموجودة في أدمغة الثدييات. يُظهر التربتوفان المرتبط عادة بإحداث النعاس بعد تناول وجبة الديك الرومي، سلوكيات كمومية فريدة عندما يتم تنظيمه في شبكات متناظرة داخل هياكل الدماغ، مثل الخلايا العصبية والمريكزات.

لاحظ الباحثون ظاهرة تُعرف باسم "الإشعاع الفائق"، حيث تستجيب هذه الشبكات بقوة أكبر للضوء فوق البنفسجي، مما يعزز تألقها. هذا التأثير الكمي، الذي عادة ما يكون هشًا وحساسًا للاضطرابات، قد تكيف بشكل مدهش مع البيئة البيولوجية الدافئة والفوضوية للدماغ.

يمكن أن يكون لوجود هذه الشبكات الكمومية آثار كبيرة على فهمنا لوظائف الدماغ والوقاية من الأمراض. إن قدرة الشبكات على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الضارة وإعادة بثها بطاقة أقل أمانًا قد تحمي من الإجهاد التأكسدي المرتبط بأمراض مثل مرض الزهايمر.

تفترض الدراسة أيضًا أن شبكات التربتوفان هذه يمكن أن تسهل معالجة المعلومات بشكل أسرع في الدماغ، على غرار الألياف الضوئية الكمومية، متجاوزة بشكل كبير عمليات نقل الإشارات التقليدية القائمة على المواد الكيميائية. وهذا يمكن أن يفتح آفاقًا جديدة لدراسة كيف يمكن أن تكون عمليات الإشارات والمعلومات في الدماغ ذات طبيعة ميكانيكية كمومية بشكل أساسي.

وبعيدًا عن علم الأعصاب، تجذب النتائج اهتمامًا من مجال الحوسبة الكمومية، لأنها تثبت استمرار التأثيرات الكمومية في الأنظمة البيولوجية "الفوضوية"، مما يتحدى الفهم الحالي ويحتمل أن يفيد تكنولوجيا المعلومات الكمومية الأكثر مرونة.

يمثل اكتشاف الدكتور كوريان وفريقه تقدمًا كبيرًا في كل من علم الأحياء الكمي وعلم الأعصاب، مما يوحي بفهم جديد لوظائف الدماغ ويشير إلى أساليب جديدة واعدة لعلاج وفهم الأمراض العصبية المعقدة. مع تقدم الأبحاث، يعد هذا التكامل بين فيزياء الكم وعلم الأحياء بالكشف عن المزيد من أسرار الحياة على المستوى الكمي.