大腦是人體重要的器官，存在著一千億個神經細胞，不同的神經細胞聯結著不同的神經元，構成了人腦中的神經網路，直接影響著人類的健康。一直以來，無數科研工作者都在努力探索人類大腦功能和意識的奧秘，近日一項跨學科的新研究帶來了一個可能的全新視角。
上海大學 理學院物理系定量生命科學碩士生劉澤飛在導師陳永聰教授指導下，首次提出大腦中的神經髓鞘可以產生量子纏結的光子對，這一發現可能為理解大腦神經活動的同步機制提供了新的線索。
該研究成果由上海大學理學院和四川大學生物工程學院合作完成，成果近日在【物理評論E】雜誌上發表。其第一時間受到美國科普網站Newscientist.com 關註，物理學科記者Dr. Karmela Padavic-Callaghan在文章發表前夜采訪作者並做了新聞報道，國內抖音和今日頭條等也跟進相關報道。
大腦內不同腦區間神經同步是多種神經生物學活動的基礎也與諸多腦疾病如帕金森病和艾爾茨海默癥相關，然而支持這種同步活動的物理機制仍不清楚。包裹在軸突外側的脂肪分子層的髓鞘可以作為諧振腔限制神經元中產生的光子形成極化子從而增強神經電傳導。除了為軸突提供能量，增強動作電位的傳導，還在神經系統中充當絕緣體，這項研究提出了髓鞘可能具有的另一項功能——作為量子纏結光子對的生成源。
這項研究揭示，神經髓鞘中的C-H鍵振動單元可以作為量子纏結資源，這可能為大腦利用這些資源進行量子資訊傳輸提供了新的機制，進而解釋了神經元同步活動的潛在來源。本工作得到國家自然科學基金計畫支持。
此次亮眼成就，充分彰顯了上海大學理學院尤其是物理學科的強勁實力。經過多年發展建設，理學院現下設數學系、物理系、化學系、永續能源研究院、奈米科學與技術研究中心、量子科技研究院、碳中和創新研究中心、材料生物學研究所， 擁有覆蓋博士、碩士、學士完整教育層次的人才培養體系。
學院物理學科起源於1958年成立的上海科學技術大學物理系，積澱深厚。近年來在全體師生的不懈努力下，學科不斷取得重要進展，獲得「211工程」重點學科、上海市高原學科以及國家和地方高水平大學建設等多方面的支持。在學科建設過程中，物理學科先後被批準為上海市「資訊物理」和「無線電物理」等重點學科。 物理學科也是上海大學最早進入ESI收錄的學科之一，連續十多年進入ESI全球排名前1%。 依托學科優勢，上海市高溫超導重點實驗室、上海大學量子科技研究院、上海大學量子與分子結構國際中心、上海大學理論物理研究所等一批科研平台先後落地理學院，為科研工作的開展提供了有力支撐。
長期以來，面向國際學術前沿方向、圍繞國家發展戰略和上海市產業經濟重大需求，上海大學物理學科以物質科學前沿問題為物件， 形成和發展了超導與強關聯物理、低維與計算物理、量子與資訊物理、重力與高能物理、新能源物理與器件以及奈米結構物理等特色研究方向 。每年平均在國內外一流學術刊物(如Nature、Science、Nature子刊、PNAS、Phys. Rev. Lett.、Phys. Rev系列、Appl. Phys. Lett.、Opt. Lett.、JHEP、EPJC等)上發表論文100篇以上，申請和獲得授權國家發明專利30余項。
第二代高溫超導帶材在上海大學百年成果展展出
與此同時，學科還十分註重人才培養。近五年來，已培養博士生一百余名，碩士研究生三百多名，本學科培養的畢業生集中在國內外高校、科研單位和大型企業，其中多人已成為學科和企業的骨幹力量。此次科研成果正是學科人才培養的又一碩果。
每一次科研上的突破，既見證了學校科技創新能力的不斷提升，也將推動學校在新的研究領域持續鉆研。未來，上海大學將努力產出更多面向學科前沿的創新成果，培養更多國家所需的創新人才！
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文章素材來源：上海大學官網等
