رشته‌های عصبی در مغز می‌توانند باعث تولید جفت ذراتی شوند که از طریق درهم‌تنیدگی کوانتومی به یکدیگر وصل شده‌اند. این فرضیه در صورتی که با مشاهدات تجربی پشتیبانی شود، می‌تواند توضیح دهد که چگونه میلیون‌ها سلول موجود در مغز فعالیت خود را با یکدیگر هماهنگ می‌کنند.

یونگ کونگ چن از دانشگاه شانگهای چین می‌گوید:

وقتی مغز فعال است، میلیون‌ها نورون به صورت همزمان فعال می‌شوند. برای شروع چنین فعالیتی حتی سلول‌های دور باید زمان‌بندی خود را هماهنگ کنند. درنتیجه برخی پژوهشگرها به این فکر افتاده‌اند که آیا این هماهنگی می‌تواند ناشی از آن چیزی باشد که اینشتین «رفتار شبح‌وار از دور» می‌نامید یا خیر. چنین حرکتی به برقراری ارتباط آنی بین ذراتی گفته می‌شود که از طریق درهم‌تنیدگی کوانتومی به یکدیگر وصل هستند. اگر قدرت تکامل به‌دنبال فعالیت مفید از راه دور بود، درهم‌تنیدگی کوانتومی کاندیدایی ایده‌آل برای این نقش بود.

چن و همکارانش روشی ریاضی را بررسی کردند که براساس آن درهم‌تنیدگی کوانتومی می‌تواند از داخل مغز سرچشمه بگیرد و باعث برقراری ارتباط فوق‌سریع بین نورون‌ها شود. آن‌ها روی برهم‌کنش بین غلاف‌های میلین (پوشش‌های محافظتی مولکول‌های چربی که رشته‌های متصل‌کننده‌ی نورون‌ها را احاطه می‌کنند) و ذرات تابش الکترومغناطیسی یا فوتون‌های تولیدشده در مغز تمرکز کردند. چنین تابشی به صورت مستقیم شناسایی نشده است، اما به‌نظر می‌رسد به‌عنوان بخشی از چرخه‌ی واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده‌ی انرژی، از میتوکندری نورون‌ها سرچشمه می‌گیرد.

براساس محاسبات پژوهشگرها، وقتی فوتون‌های فروسرخ با یک غلاف میلین برخورد کنند، انرژی اضافی را به پیوندهای شیمیایی میلین منتقل می‌کنند. در اینجا غلاف مایلین به شکل یک حفره‌ی استوانه‌ای مدلسازی می‌شود که قادر به ذخیره‌سازی و تقویت پرتوهای الکترومغناطیسی است. سپس این پیوندها بخشی از انرژی خود را با انتشار دو فوتون متوالی منتشر می‌کنند و بسیاری از جفت‌ها در هم‌تنیده می‌شوند.

وقتی مغز، فوتون‌های درهم‌تنیده می‌سازد، می‌توان خاصیت درهم‌تنیدگی را به دیگر بخش‌های نورون‌ها مثل منافذ پروتئینی منتقل کرد که در سیگنال‌دهی الکتریکی مغز ایفای نقش می‌کنند. وقتی دو جسم دارای درهم‌تنیدگی کوانتومی باشند، تغییر در یکی از آن‌ها می‌تواند باعث تغییر آنی در دیگری شود، بنابراین اگر بخش‌های متفاوت مغز در هم‌تنیده باشند، می‌توانند با سرعت بیشتری نسبت به هر نوع اتصال دیگری با یکدیگر هماهنگ شوند.

به نوشته‌ی بو سانگ از دانشگاه علم و فناوری شانگهای و یوشنگ شو از دانشگاه فودان چین، نتیجه‌ی جدید منبعی بالقوه از تولید پیوسته‌ی درهم‌تنیدگی کوانتومی در سیستم عصبی مرکزی را ارائه می‌دهد که ارتباط نزدیکی با بخش شناختی انسان دارد.

با این‌حال، سونگ و شو اضافه می‌کنند که افزودن درهم‌تنیدگی کوانتومی به علم مغز، ماهیتی نسبتا تئوری دارد. این دو پژوهشگر در گذشته غلاف‌های میلین را مورد مطالعه قرار دادند؛ ازجمله در یک آزمایش، فوتون‌های فروسرخ با موفقیت برای تأثیرگذاری بر فعالیت عصبی موش به کار رفتند.

به گفته‌ی چن، اثبات فوتون‌های درهم‌تنیده از طریق روش‌های مستقیم مثل آشکارسازی آن‌ها در بدن موش زنده بسیار دشوار است. از این‌رو چن و همکارانش به دنبال بررسی چگونگی تأثیر درهم‌تنیدگی بر عملکرد مغز هستند. از سویی این حقیقت که فوتون‌های درهم‌تنیده می‌توانند در مغز وجود داشته باشند به‌تنهایی هماهنگی میلیون‌ها نورون را ثابت نمی‌کند؛ بنابراین تا وقتی به شواهد بیشتری دست نیافته‌ایم، نقش پدیده‌های کوانتومی در شناخت اثبات نشده باقی می‌ماند.