Un reciente experimento revolucionario en el que se administró anestesia a ratas ha convencido a los científicos de que las estructuras diminutas en los cerebros de los roedores son responsables de la experiencia de la conciencia. Para lograrlo, estas estructuras microscópicas en forma de tubo hueco, llamadas «microtúbulos», no dependen de nuestra versión cotidiana de la física clásica. En cambio, los expertos creen que los microtúbulos realizan operaciones increíbles en el ámbito cuántico. Citando el trabajo de investigadores anteriores, el estudio infiere que es probable que el mismo tipo de operaciones cuánticas estén sucediendo en los cerebros humanos.

Durante sus experimentos con cerebros de ratas, los científicos del Wellesley College de Massachusetts administraron a los roedores isoflurano, un tipo de anestésico general inhalado que se utiliza para inducir y mantener la inconsciencia en procedimientos médicos. Un grupo de ratas drogadas también recibió fármacos estabilizadores de microtúbulos, mientras que el otro no. Los investigadores descubrieron que las moléculas estabilizadoras de microtúbulos mantuvieron a las ratas conscientes durante más tiempo que las ratas no estabilizadas, que perdieron más rápidamente su «reflejo de enderezamiento», o la capacidad de recuperar la postura normal, según sus hallazgos , publicados en la revista revisada por pares eNeuro en agosto de 2024.

El estudio de Wellesley es importante porque la fuente física de la conciencia ha sido un misterio durante décadas. Es un gran paso hacia la verificación de la teoría de que nuestros cerebros realizan operaciones cuánticas y que esta capacidad genera nuestra conciencia, una idea que ha ido ganando terreno en las últimas tres décadas.

La idea de que la física cuántica debe ser el mecanismo subyacente de la conciencia surgió por primera vez en la década de 1990, cuando el físico ganador del Premio Nobel Roger Penrose, Ph.D., y el anestesiólogo Stuart Hameroff, MD, popularizaron la idea de que los microtúbulos neuronales permiten procesos cuánticos en nuestro cerebro, dando lugar a la conciencia. En concreto, postularon en un artículo de 1996 que la conciencia puede funcionar como una onda cuántica que pasa a través de los microtúbulos del cerebro. Esto se conoce como teoría Orch OR , que hace referencia a la capacidad de los microtúbulos de realizar cálculos cuánticos a través de un proceso matemático que Penrose llama «reducción objetiva».

En la física cuántica, una partícula no existe en el modo en que la física clásica la observa, con una ubicación física definida, sino que existe como una nube de probabilidades. Si entra en contacto con su entorno, como cuando un aparato de medición la observa, la partícula pierde su “superposición” de estados múltiples y colapsa en un estado definido y medible, el estado en el que fue observada. Penrose planteó la hipótesis de que “cada vez que una función de onda cuántica colapsa de esta manera en el cerebro, da lugar a un momento de experiencia consciente”.

Si esta teoría cuántica de la conciencia vinculada a los microtúbulos resulta ser correcta, podría revolucionar nuestra comprensión de la conciencia e incluso reforzar la teoría pionera de que, a nivel cuántico, la conciencia es capaz de estar en todos los lugares al mismo tiempo. En otras palabras, puede existir en todas partes simultáneamente, lo que sugiere que nuestra propia conciencia puede conectarse hipotéticamente con partículas cuánticas más allá de nuestro cerebro, tal vez enredándose con la conciencia de todo el universo.

MUCHOS CIENTÍFICOS DESESTIMARON LA TEORÍA DE LA ORQUÍDEA porque los efectos cuánticos solo se han producido en el laboratorio a temperaturas extremadamente frías. Por ejemplo, nuestra tecnología ahora incluye computadoras cuánticas, pero sus operaciones dependen de temperaturas cercanas al cero absoluto (alrededor de -273 grados Celsius) para mantener sus estados cuánticos. El cerebro caliente está muy fuera de esos límites, a unos 32-40 grados Celsius (unos 90-104 grados Fahrenheit) en las regiones más profundas del cerebro, según un estudio de 2022. Sin embargo , los científicos han recopilado un conjunto prometedor de datos a lo largo de los años que indican que ciertas operaciones a nivel cuántico en animales y plantas pueden ser en realidad responsables de las funciones de la vida.

Por ejemplo, los científicos teorizan que las plantas, que viven a temperaturas mucho más cálidas que el cero absoluto, probablemente utilizan procesos cuánticos para convertir eficientemente la luz en energía. Primero, las plantas transforman los fotones, o partículas de luz, en una forma de materia llamada excitones, transportándolos a los cloroplastos de la planta para iniciar la fotosíntesis. Durante este viaje, los excitones deben navegar alrededor de otras estructuras internas de la planta, lo suficientemente rápido como para conservar su energía hasta su destino. Los científicos sugieren que las plantas deben usar la propiedad cuántica de superposición para probar todos los caminos posibles simultáneamente. De esa manera, los excitones pueden llegar a su destino de la manera más eficiente posible.

De manera similar, puede tener sentido que los miles de millones de neuronas que se activan simultáneamente en el cerebro trabajen bajo la propiedad de “acción a distancia” del entrelazamiento cuántico, es decir, la posibilidad de que dos partículas que están muy alejadas entre sí estén conectadas. Los científicos ya han observado este fenómeno en partículas atómicas. Cuando estudiaron una partícula, otra partícula muy distante también cambió sus propiedades, aunque aparentemente las dos no estuvieran conectadas de ninguna manera. Un estudio de agosto de 2024 publicado en la revista Physics Review E propone que un material graso llamado mielina, que recubre el axón de la célula cerebral, proporciona el entorno ideal para este entrelazamiento. Dado que el cerebro parece ser capaz de realizar operaciones cuánticas para facilitar nuestros pensamientos, algunos científicos suponen que este proceso da lugar a nuestra conciencia.

Dos estudios históricos previos también respaldan una perspectiva cuántica sobre la conciencia. Ambos implicaron experimentos en los que se proyectaron partículas de luz hacia los microtúbulos y se observó que la señal no se degradaba. De hecho, según estos estudios, los experimentos demostraron que los estados cuánticos en la señalización de los microtúbulos pueden existir y probablemente existan.

Uno de los estudios, un experimento del físico y profesor de oncología Jack Tuszyński, Ph.D., utilizó fotones ultravioleta para crear reacciones cuánticas de hasta cinco nanosegundos. Esta coherencia cuántica duró miles de veces más de lo que los investigadores esperaban en un microtúbulo. De manera similar, en la Universidad de Florida Central, los investigadores proyectaron luz visible en un extremo de los microtúbulos y midieron cuánto tiempo tardaban los microtúbulos en emitir esa luz. Observaron una reemisión de esta luz durante cientos de milisegundos o segundos, tiempo más que suficiente para que el cerebro realice todas sus funciones.

Esta observación aporta pruebas concretas de que las neuronas pueden trabajar a velocidades que permiten realizar operaciones cuánticas. Nos acerca un paso más a la comprensión exacta de cómo nuestro cerebro (y quizá nuestra propia conciencia) están vinculados a un universo cuántico.

La mente “como fenómeno cuántico” “daría forma a nuestro pensamiento sobre una amplia variedad de cuestiones relacionadas, como por ejemplo si los pacientes en coma o los animales no humanos son conscientes”, afirma el neurocientífico y profesor del Wellesley College Mike Wiest, Ph.D., en un comunicado de prensa sobre el reciente estudio sobre anestesia de su equipo. Además de que el nuevo trabajo nos ayudará a entender mejor cómo tratar los problemas de salud relacionados con el cerebro, afirma que “habremos entrado en una nueva era en nuestra comprensión de lo que somos”.