Η αμφιλεγόμενη ιδέα ότι η συνείδηση μπορεί να εξηγηθεί μέσω κβαντικών φαινομένων στον εγκέφαλο, πέρασε ένα βασικό τεστ. Πειράματα δείχνουν ότι τα αναισθητικά φάρμακα μειώνουν την διάρκεια του χρόνου που οι μικροσκοπικές δομές που βρίσκουμε στα εγκεφαλικά κύτταρα μπορούν να διατηρήσουν τις κβαντικές διεγέρσεις (ή, τουλάχιστον, τις καταστάσεις που υποθέτουμε πως αποτελούν κβαντικές διεγέρσεις). Καθώς τα αναισθητικά ενεργοποιούν και απενεργοποιούν τη συνείδηση, τα αποτελέσματα ίσως καταδείξουν τις δομές αυτές -που ονομάζονται μικροσωληνίσκοι (microtubules)- ως τους πυρήνες της συνειδητής μας εμπειρίας.
Σύμφωνα με ορισμένες ερμηνείες της κβαντικής μηχανικής, ένα σύστημα μπορεί να βρίσκεται ταυτόχρονα σε πολλαπλές καταστάσεις, μέχρι να το παρατηρήσουμε, όπου τότε το νέφος τοων πιθανοτήτων καταλήγει σε μία συγκεκριμένη πραγματικότητα. Η θεωρία “Orchestrated objective reduction” (Orch OR) υποστηρίζει ότι οι μικροσωληνίσκοι του εγκεφάλου είναι το μέρος όπου βαρυτικές αστάθειες στη δομή του χωροχρόνου σπάνε τη εύθραυστη κβαντική υπέρθεση μεταξύ των σωματιδίων, και αυτό δημιουργεί συνείδηση.
Η Orch OR είχε τη δεκαετία του 1990 από τον φυσικό Roger Penrose και τον αναισθησιολόγο Stuart Hameroff, αλλά η έλλειψη πειραματικών στοιχείων την οδήγησε στο περιθώριο της επιστήμης της συνείδησης. Κάποιοι επιστήμονες θεώρησαν πως δεν υπάρχει τρόπος να ελεγχθεί, ενώ άλλοι αντέτειναν πως ο εγκέφαλος είναι πολύ υγρός και ζεστός για να φιλοξενήσει αυτές τις εύθραυστες κβαντικές καταστάσεις.
Τώρα όμως, ο Jack Tuszynski από το Πανεπιστήμιο της Αλμπέρτα στον Καναδά και οι συνάδελφοί του, έρχονται να αμφισβητήσουν αυτές τις πεποιθήσεις, με μία εργασία που παρουσίασαν στις 18 Απριλίου στο συνέδριο “Science of Consciousness¨ στο Tucson της Αριζόνα, δείχνοντας ότι τα αναισθητικά φάρμακα μειώνουν το χρόνο που χρειάζονται οι μικροσωληνίσκοι για να επανεκπέμψουν παγιδευμένο φως. «Είναι ένα σημαντικό βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση», λέει ο Tuszynski.
«Είναι ενδιαφέρον», δηλώνει ο Vlatko Vedral, κβαντικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. «Όμως αυτή η σύνδεση με τη συνείδηση μοιάζει να έχει μικρές πιθανότητες επιτυχίας».
«Είναι συναρπαστικό», λέει ο Steven Laureys, νευροεπιστήμονας στο Πανεπιστήμιο της Λιέγης στο Βέλγιο. «Δεν νομίζω ότι μπορούμε να ισχυριστούμε εκ των προτέρων πως οι κβαντικές αρχές δεν παίζουν κανέναν ρόλο στη λειτουργία του νου και του εγκεφάλου».
Οι μικροσωληνίσκοι είναι κενοί σωλήνες φτιαγμένοι από την πρωτεΐνη τουμπουλίνη από την οποία αποτελούνται -εν μέρει- οι «σκελετοί» των φυτικών και ζωικών κυττάρων. Ο Tuszynski και οι συνεργάτες του έριξαν μπλε φως επάνω στους μικροσωληνίσκους και τις πρωτεΐνες τουμπουλίνης. Για αρκετά λεπτά, παρακολουθούσαν το φως να δεσμεύεται σε μια ενεργειακή παγίδα μέσα στα μόρια και στη συνέχεια να επανεκπέμπεται, σε μια διαδικασία που ονομάζεται καθυστερημένη φωταύγεια – για την οποία ο Tuszynski υποπτεύεται πως έχει κβαντική προέλευση.
Οι μονάδες τουμπουλίνης χρειάστηκαν εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου για να εκπέμψουν το μισό φως, ενώ ο χρόνος υπερέβη το ένα δευτερόλεπτο για πλήρεις μικροσωληνίσκους. Οι χρόνοι αυτοί είναι συγκρίσιμοι με τα χρονικά διαστήματα που χρειάζεται ο ανθρώπινος εγκέφαλος για να επεξεργαστεί πληροφορίες, κάτι που υπονοεί πως οτιδήποτε ευθύνεται για αυτήν την καθυστερημένη φωταύγεια θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να εξηγήσει τις θεμελιώδεις λειτουργίες του εγκεφάλου. «Είναι πολύ συγκλονιστικό», λέει ο Tuszynski.
Στη συνέχεια, η ομάδα επανέλαβε το πείραμα με παρουσία αναισθητικού, όπως επίσης και ενός αντισπασμωδικού φαρμάκου για σύγκριση. Μόνο το αναισθητικό, όμως, φάνηκε να ακυρώνει την καθυστερημένη φωταύγεια, μειώνοντας τον χρόνο που χρειάζεται κατά ένα πέμπτο περίπου. Ο Tuszynski υποπτεύεται ότι αυτό μπορεί να είναι το μόνο που χρειάζεται για να απενεργοποιηθεί η συνείδηση στον εγκέφαλο. Εάν ο εγκέφαλος βρίσκεται στο κατώφλι μεταξύ κβαντικού και κλασικού κόσμου, τότε ακόμη και μία ελάχιστη απόσβεση θα μπορούσε να εμποδίσει τον εγκέφαλο να επεξεργαστεί πληροφορίες.
Σε ένα δεύτερο πείραμα στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον, με επικεφαλής τον Gregory Scholes και τον Aarat Kalra, χρησιμοποιήθηκαν ακτίνες λέιζερ για να διεγείρουν ακόμη μικρότερα δομικά στοιχεία μέσα στην τουμπουλίνη των μικροσωληνίσκων. Η διάχυση της διέγερσης μέσω των μικροσωληνίσκων παρατηρήθηκε σε πολύ μεγαλύτερη έκταση από το αναμενόμενο.
Όταν ο Scholes και ο Kalra πρόσθεσαν αναισθητικό, διαπίστωσαν επίσης ότι ανεστάλη η ασυνήθιστη συμπεριφορά των μικροσωληνίσκων. «Το αναισθητικό αλληλεπιδρά με τους μικροσωληνίσκους και αλλάζει αυτό που συμβαίνει. Αυτό είναι εκπληκτικό», λέει ο Scholes. Και ενώ αυτό προσδίδει βάρος στην ιδέα ότι οι μικροσωληνίσκοι ελέγχουν τη συνείδηση στο επίπεδο των μεμονωμένων εγκεφαλικών κυττάρων, ο Scholes τονίζει ότι απαιτείται περαιτέρω έρευνα προτού εξαχθούν συμπεράσματα σχετικά με τα κβαντικά αποτελέσματα.
Τα φαινόμενα που παρατηρήθηκαν στα πειράματα μπορούν να περιγραφούν και από την κλασική φυσική επίσης και όχι μόνο από την κβαντική, λέει ο Vedral. «Σε αυτά τα πολύπλοκα συστήματα, είναι πολύ δύσκολο να εντοπιστούν σωστά τα κβαντικά αποτελέσματα και να έχουμε καθοριστικές αποδείξεις».
Οι επιτυχίες της κλασικής θεώρησης στη νευροεπιστήμη δεν αποκλείουν το ότι η κβαντική μηχανική μπορεί να παίζει σημαντικό ρόλο, δηλώνει ο Laureys. «Θα ήταν δογματικό να πούμε ότι αυτό δεν αξίζει να το δούμε», λέει. «Αλλά, φυσικά, ο διάβολος βρίσκεται στις λεπτομέρειες και εναπόκειται στην επιστημονική κοινότητα να ρίξει μια ματιά σε αυτό».
Μια πιθανότητα που διερευνάται από την ομάδα του Tuszynski για να εξηγήσει την καθυστερημένη φωταύγεια αφορά μια κβαντική διαδικασία που ονομάζεται superradiance, κατά την οποία ομαδικώς διεγερμένα άτομα εκπέμπουν ξαφνικά φως ακολουθώντας μια αλυσιδωτή αντίδραση παρόμοια με αυτήν της πυρηνικής βόμβας. «Ξύνουμε τα κεφάλια μας και προσπαθούμε να βρούμε ένα μοντέλο», λέει ο Tuszynski.
«Έχουμε ακόμη δρόμο μπροστά μας» σχολιάζει ο Hameroff, από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, ο οποίος συμμετείχε στην μελέτη του Tuszynski. Η ομάδα τώρα σχεδιάζει να επαναλάβει τα πειράματα σε ανθρώπους, με μια ποικιλία αναισθητικών διαφορετικής ισχύος, για να δει αν η απόκριση των μικροσωληνίσκων είναι ανάλογη.
Για να επιβιώσει η θεωρία, θα πρέπει να παρουσιαστούν, επίσης, παρόμοια αποτελέσματα σε ζωντανούς νευρώνες και σε θερμοκρασίες που συναντάμε στο ανθρώπινο σώμα. «Δεν είμαστε στο επίπεδο να ερμηνεύσουμε από πλευράς φυσιολογίας, λέγοντας “Ναι, εδώ αρχίζει η συνείδηση”, αλλά θα μπορούσε», λέει ο Tuszynski.
Ο Vedral λέει ότι η επίδειξη quantum transport στα κύτταρα θα ήταν «μεγάλη υπόθεση», είτε έχει να πει κάτι για τη συνείδηση είτε όχι. «Σίγουρα αξίζει να το ερευνήσουμε. Ακόμα και το να μπορέσουμε να ισχυριστούμε πως η κυτταρική διαίρεση εδράζεται -με κάποιο τρόπο- σε κάποια κβαντικά αποτελέσματα, θα αποτελούσε κάτι πολύ σπουδαίο για τη βιολογία», λέει.
Τα αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά των μικροσωληνίσκων που αποκαλύφθηκαν σε αυτά τα τελευταία πειράματα δείχνουν ότι αυτά αποτελούν κάτι πολύ περισσότερο από την “σκαλωσιά” των κυττάρων, λέει ο Scholes. «Η φύση είναι γεμάτη εκπλήξεις. Και αν η φύση διαθέτει κάποιου είδους δομικό πλαίσιο, γιατί να μην το αξιοποιήσουμε με πιο εξελιγμένους τρόπους από όσους σκεφτόμασταν έως τώρα;»
Πηγή: https://www.scientiststudy.com/
