論文の概要: Quantum propensities in the brain cortex and free will

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.06572v1
• Date: Wed, 14 Jul 2021 09:24:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 07:40:02.379099
• Title: Quantum propensities in the brain cortex and free will
• Title（参考訳）: 大脳皮質における量子状態と自由意志
• Authors: Danko D. Georgiev
• Abstract要約: 脳皮質ネットワークによって表される自由意志の量を測定する尺度を導出する。 オルタナティブな物理結果に対する量子の正則性における遺伝バイアスは、様々な量の自由意志を与える。 自由意志は生存価値を持ち、自然選択によって最適化される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Capacity of conscious agents to perform genuine choices among future alternatives is a prerequisite for moral responsibility. Determinism that pervades classical physics, however, forbids free will, undermines the foundations of ethics, and precludes meaningful quantification of personal biases. To resolve that impasse, we utilize the characteristic indeterminism of quantum physics and derive a quantitative measure for the amount of free will manifested by the brain cortical network. The interaction between the central nervous system and the surrounding environment is shown to perform a quantum measurement upon the neural constituents, which actualize a single measurement outcome selected from the resulting quantum probability distribution. Inherent biases in the quantum propensities for alternative physical outcomes provide varying amounts of free will, which can be quantified with the expected information gain from learning the actual course of action chosen by the nervous system. For example, neuronal electric spikes evoke deterministic synaptic vesicle release in the synapses of sensory or somatomotor pathways, with no free will manifested. In cortical synapses, however, vesicle release is triggered indeterministically with probability of 0.35 per spike. This grants the brain cortex, with its over 100 trillion synapses, an amount of free will exceeding 96 terabytes per second. Although reliable deterministic transmission of sensory or somatomotor information ensures robust adaptation of animals to their physical environment, unpredictability of behavioral responses initiated by decisions made by the brain cortex is evolutionary advantageous for avoiding predators. Thus, free will may have a survival value and could be optimized through natural selection.
• Abstract（参考訳）: 将来の選択肢の中で真の選択を行う意識的なエージェントの能力は、道徳的責任の前提条件である。 しかし、古典物理学を広める決定論は自由意志を禁じ、倫理の基礎を弱め、個人バイアスの有意義な定量化を妨げている。 そこで,我々は量子物理学の特徴的不確定性を用いて,脳皮質ネットワークによって表される自由意志の量についての定量的尺度を導出する。 中枢神経系と周辺環境との相互作用は、結果として得られる量子確率分布から選択された単一の測定結果を実現する神経成分の量子測定を行うように示される。 オルタナティブな物理的結果に対する量子の正当性には様々な自由意志があり、神経系によって選択された実際の行動の過程から得られる期待情報と定量化することができる。 例えば、神経電気スパイクは、感覚または体細胞運動経路のシナプスにおいて決定論的シナプス小胞放出を誘発し、自由意志は現れない。 しかし、皮質シナプスでは、小胞の放出は非決定論的に1スパイクあたり 0.35 の確率で引き起こされる。 これにより、100兆回を超えるシナプスを持つ脳皮質は、秒間96テラバイトを超える自由度を持つ。 感覚情報や体力情報の信頼できる決定論的伝達は、動物の身体環境への堅牢な適応を保証するが、大脳皮質による決定によって引き起こされる行動応答の予測不可能は、捕食者を避けるために進化的に有利である。 したがって、自由意志は生存価値を持ち、自然選択によって最適化される。

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