Oto coś, co sprawi, że spojrzysz na swój poranny rytuał picia kawy zupełnie inaczej: powód, dla którego doświadczasz bogatego aromatu, ciepła, lekkiej goryczy — tego uczucia bycia obecnym i świadomym — może wynikać z faktu, że Twój mózg działa w oparciu o fizykę kwantową.
Wiem, wiem. Mechanika kwantowa jest wystarczająco skomplikowana, gdy mówimy o cząstkach, falach i kotach w pudełkach. A teraz mówicie mi, że może odpowiadać za moje myśli? Moje sny? Moje niewytłumaczalne, nocne ochoty na ser?
Bądźcie ze mną, bo ta historia ma wszystko: laureatów Nagrody Nobla, zbuntowanych naukowców i 40-letnią debatę, która nie chce umrzeć.
Mózgowa zagadka, której nikt nie potrafił rozwiązać
Odkąd tylko mamy mózgi (co, przyznajmy, jest dość długim okresem), zastanawiamy się: co właściwie tworzy świadomość? Co sprawia, że ten kłębek neuronów i elektryczności w Twojej czaszce staje się... Tobą?
Tradycyjna neuronauka wykonała niesamowitą pracę, mapując mózg, rozumiejąc, jak komunikują się neurony i ustalając, dlaczego pewne obszary mózgu „rozświetlają się”, gdy na przykład rozpoznajesz twarz lub przypominasz sobie, gdzie położyłeś klucze. Ale nad całością wciąż wisi ogromny znak zapytania: jak wszystkie te procesy elektryczne i chemiczne dają początek subiektywnemu doświadczeniu?
Nie wiem jak Wy, ale ja zawsze uważałem to pytanie za prawdziwie pokorne. Dosłownie jesteśmy zbudowani z tego samego materiału, który próbuje zrozumieć ten sam materiał. To tak, jakby wszechświat płatał sobie wyrafinowany żart.
Wchodzi dzika teoria
W 1989 roku Roger Penrose — i tak, to ten sam Roger Penrose, który później otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki — rzucił bombę. W swojej książce „Nowy umysł monarchy” zasugerował, że świadomość nie może działać jak zwykły komputer. Musi dziać się tam coś jeszcze, coś, co wymaga tego, co nazwał „fizyką nieobliczalną”.
Tłumacząc: sposób, w jaki Twój mózg tworzy świadomość, może wymagać mechaniki kwantowej, aby miał sens.
To była WIELKA teza. Większość neuronaukowców w tamtym czasie po prostu wzruszyła ramionami. Mózg jest ciepły, mokry i chaotyczny — to warunki, których efekty kwantowe (wymagające zazwyczaj ekstremalnego zimna i precyzyjnej izolacji) absolutnie nienawidzą. Jak delikatne procesy kwantowe mogłyby przetrwać w biologicznym odpowiedniku mosh pitu?
Ale Penrose nie był sam. Połączył siły ze Stuartem Hameroffem, anestezjologiem z Uniwersytetu Arizona, i wspólnie opracowali coś, co nazwano Zorkiestrowaną Obiektywną Redukcją (w skrócie Orch OR — bo naukowcy najwyraźniej nie mogą się oprzeć akronimom).
Główna idea? Głęboko w Twoich neuronach znajdują się maleńkie, rurkowate struktury zwane mikrotubulami, które działają jak wewnętrzny rusztowanie komórki. Penrose i Hameroff zaproponowali, że mikrotubule mogą robić coś niezwykłego: przetwarzać informacje kwantowe.
Kontrowersja, która nie chce umrzeć
Przez dekady Orch OR spoczywało w kącie naukowego dyskursu z etykietą „ciekawe, ale prawdopodobnie błędne”. Krytyka była zasadna: efekty kwantowe w układach biologicznych? W mózgu? W temperaturze pokojowej? Brzmiało to bardziej jak science fiction niż nauka.
Ale jest pewien haczyk — i to właśnie to sprawia, że naukowcom nie dają spać noce — ta teoria nigdy całkiem nie zniknęła. A ostatnio zyskała niespodziewany impet.
Gromadzące się dowody
Wkracza Michael Wiest, profesor neuronauki na Wellesley College, który od lat bada te kontrowersyjne rejony. W niedawnych badaniach opublikowanych w eNeuro i Neuroscience of Consciousness, Wiest i jego zespół postanowili sprawdzić, czy mikrotubule faktycznie mogą brać udział w świadomości. (I tak, obiecuję, jest to ciekawsze, niż brzmi).
Użyli substancji chemicznej, która wiąże się z mikrotubulami neuronalnymi u szczurów, a następnie poddali te biedne stworzenia anestezji. I tu robi się fascynująco: szczury, które otrzymały substancję wiążącą, potrzebowały więcej czasu, aby ulec działaniu znieczulenia. Chemikalia zdawały się chronić coś konkretnego — właśnie te mikrotubule.
Wiest zinterpretował to jako dowód na to, że mikrotubule mogą rzeczywiście stanowić część mechanizmu świadomości. Anestezja wpływa na nie inaczej niż na inne części neuronu, co sugeruje, że pełnią one specjalną rolę.
„Wspiera to prawdopodobieństwo uznania mikrotubul (MTs) za fizyczny substrat świadomości biologicznej” — napisał Wiest.
Inni badacze dorzucili więcej paliwa do tego kwantowego ognia. Pojawiły się odkrycia dotyczące splątania kwantowego działającego na większych skalach, niż uważano za możliwe — prace, za które badacze otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 2022 roku. Dowody na istnienie sygnałów kwantowych w mózgu również zaczynają się gromadzić.
Czy to dowód? Absolutnie nie. Ale z pewnością sprawia, że ludzie znów zaczynają zwracać na to uwagę.
Druga strona medalu
Chcę być tutaj sprawiedliwy, ponieważ nauka karmi się debatą. Wielu badaczy wciąż jest bardzo sceptycznych wobec idei kwantowej świadomości.
Zespół z MIT opublikował niedawno badania sugerujące, że świadomość może pochodzić ze starej, dobrej fizyki klasycznej — konkretnie z fal elektrycznych wykonujących obliczenia analogowe w sieciach mózgowych. Bez żadnych kwantowych dziwactw.
„Biorąc pod uwagę silną presję ewolucyjną na maksymalizację obliczeń na jednostkę energii” — napisali — „zaskakujące byłoby, gdyby ewolucja nie wykorzystała takiego wbudowanego substratu do obliczeń analogowych”.
To również przekonujący argument. Ewolucja jest ekonomiczna; jeśli fizyka klasyczna może wykonać zadanie, to po co komplikować sprawy mechaniką kwantową?
Dlaczego ta debata ma znaczenie (nawet jeśli wydaje się abstrakcyjna)
Oto moja opinia na ten temat: szczerze uwielbiam to, że ta debata istnieje.
Żyjemy w czasach, w których nieustannie mówi nam się, że nauka ma już wszystko rozwiązane, a ekscytujące odkrycia to jedynie wypełnianie luk. Ale świadomość? To wydaje się jedną z ostatnich prawdziwych granic — miejscem, gdzie największe pytania wciąż pozostają otwarte.
Niezależnie od tego, czy świadomość wynika z procesów kwantowych w mikrotubulach, z klasycznych fal elektrycznych, czy z czegoś, czego jeszcze nawet nie potrafimy sobie wyobrazić, wciąż zmagamy się z najgłębszą tajemnicą istnienia: dlaczego istnieje coś takiego jak bycie Tobą, zamiast absolutnej nicości?
I szczerze? Fakt, że niektórzy z największych umysłów w fizyce i neuronauce aktywnie współpracują (lub kłócą się) na ten temat, daje mi nadzieję. To oznacza, że wciąż jesteśmy ciekawi. Wciąż jesteśmy gotowi gonić za niemożliwymi pytaniami.
Więc... co to oznacza dla Ciebie?
Szczerze? Prawdopodobnie nic praktycznego na dziś. Nie będziesz myśleć o mikrotubulach, gdy następnym razem weźmiesz łyk porannej kawy.
Ale może, tylko może, następnym razem, gdy doświadczysz momentu prawdziwego zachwytu — patrząc na zachód słońca, słuchając muzyki, która poruszy Twoją duszę, prowadząc rozmowę, która sprawi, że poczujesz się bardziej żywy niż zwykle — zatrzymasz się na sekundę i pomyślisz: „Hau. Cokolwiek dzieje się teraz w moim mózgu, jest albo niemożliwie złożoną fizyką klasyczną... albo czymś jeszcze dziwniejszym i bardziej tajemniczym”.
W każdym razie, to całkiem niesamowite, prawda?