大脑是人体重要的器官，存在着一千亿个神经细胞，不同的神经细胞联结着不同的神经元，构成了人脑中的神经网络，直接影响着人类的健康。一直以来，无数科研工作者都在努力探索人类大脑功能和意识的奥秘，近日一项跨学科的新研究带来了一个可能的全新视角。
上海大学 理学院物理系定量生命科学硕士生刘泽飞在导师陈永聪教授指导下，首次提出大脑中的神经髓鞘可以产生量子纠缠的光子对，这一发现可能为理解大脑神经活动的同步机制提供了新的线索。
该研究成果由上海大学理学院和四川大学生物工程学院合作完成，成果近日在【物理评论E】杂志上发表。其第一时间受到美国科普网站Newscientist.com 关注，物理学科记者Dr. Karmela Padavic-Callaghan在文章发表前夜采访作者并做了新闻报道，国内抖音和今日头条等也跟进相关报道。
大脑内不同脑区间神经同步是多种神经生物学活动的基础也与诸多脑疾病如帕金森病和阿尔茨海默症相关，然而支持这种同步活动的物理机制仍不清楚。包裹在轴突外侧的脂肪分子层的髓鞘可以作为谐振腔限制神经元中产生的光子形成极化子从而增强神经电传导。除了为轴突提供能量，增强动作电位的传导，还在神经系统中充当绝缘体，这项研究提出了髓鞘可能具有的另一项功能——作为量子纠缠光子对的生成源。
这项研究揭示，神经髓鞘中的C-H键振动单元可以作为量子纠缠资源，这可能为大脑利用这些资源进行量子信息传输提供了新的机制，进而解释了神经元同步活动的潜在来源。本工作得到国家自然科学基金项目支持。
此次亮眼成就，充分彰显了上海大学理学院尤其是物理学科的强劲实力。经过多年发展建设，理学院现下设数学系、物理系、化学系、可持续能源研究院、纳米科学与技术研究中心、量子科技研究院、碳中和创新研究中心、材料生物学研究所， 拥有覆盖博士、硕士、学士完整教育层次的人才培养体系。
学院物理学科起源于1958年成立的上海科学技术大学物理系，积淀深厚。近年来在全体师生的不懈努力下，学科不断取得重要进展，获得「211工程」重点学科、上海市高原学科以及国家和地方高水平大学建设等多方面的支持。在学科建设过程中，物理学科先后被批准为上海市「信息物理」和「无线电物理」等重点学科。 物理学科也是上海大学最早进入ESI收录的学科之一，连续十多年进入ESI全球排名前1%。 依托学科优势，上海市高温超导重点实验室、上海大学量子科技研究院、上海大学量子与分子结构国际中心、上海大学理论物理研究所等一批科研平台先后落地理学院，为科研工作的开展提供了有力支撑。
长期以来，面向国际学术前沿方向、围绕国家发展战略和上海市产业经济重大需求，上海大学物理学科以物质科学前沿问题为对象， 形成和发展了超导与强关联物理、低维与计算物理、量子与信息物理、引力与高能物理、新能源物理与器件以及纳米结构物理等特色研究方向 。每年平均在国内外一流学术刊物(如Nature、Science、Nature子刊、PNAS、Phys. Rev. Lett.、Phys. Rev系列、Appl. Phys. Lett.、Opt. Lett.、JHEP、EPJC等)上发表论文100篇以上，申请和获得授权国家发明专利30余项。
第二代高温超导带材在上海大学百年成果展展出
与此同时，学科还十分注重人才培养。近五年来，已培养博士生一百余名，硕士研究生三百多名，本学科培养的毕业生集中在国内外高校、科研单位和大型企业，其中多人已成为学科和企业的骨干力量。此次科研成果正是学科人才培养的又一硕果。
每一次科研上的突破，既见证了学校科技创新能力的不断提升，也将推动学校在新的研究领域持续钻研。未来，上海大学将努力产出更多面向学科前沿的创新成果，培养更多国家所需的创新人才！
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文章素材来源：上海大学官网等
