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Abstract

Presentiamo il nuovo approccio alla modellazione matematica dei processi informativi nei biosistemi. Si esplora il formalismo matematico e la metodologia della teoria quantistica, in particolare la teoria della misurazione quantistica. Questo approccio è noto come simil-quantistico e dovrebbe essere distinto dallo studio dei veri processi fisici quantistici nei biosistemi (biofisica quantistica, cognizione quantistica). Si basa sulla rappresentazione della 'informazione quantistica' dello stato del biosistema e sulla modellizzazione della sua dinamica nel quadro della teoria dei sistemi quantistici aperti. Questo articolo inizia con la presentazione non-fisica della teoria della misurazione quantistica, dalla formulazione originale di von Neumann alla moderna teoria degli strumenti quantistici. Quindi, quest'ultimo viene applicato alla combinazioni dei modello di effetti cognitivi, alla regolazione genica del metabolismo del glucosio/lattosio nel batterio Escherichia coli. La costruzione più generale degli strumenti quantistici si basa sullo schema della misura indiretta, in quanto l'apparato di misura svolge il ruolo di ambiente per un biosistema. L'essenza biologica di questo schema è illustrata dalla formalizzazione quantistica della teoria della sensazione-percezione di Helmholtz. Quindi passiamo alla dinamica dei sistemi aperti e consideriamo l'equazione master quantistica, concentrandoci sui processi quantistici di Markov. In questo quadro, modelliamo il funzionamento di funzioni biologiche come le funzioni psicologiche e la mutazione epigenetica.

Keywords

Formalismo matematico della meccanica quantistica, Sistemi quantistici aperti, Strumenti quantistici, Dinamica quantistica di Markov, Regolazione genica, Effetti psicologici, Cognizione, Mutazione epigenetica, Funzioni biologiche