Ето нещо, което ще накара сутрешния ви кофейен ритуал да изглежда съвсем по различен начин: причината, поради която изпитвате богатия аромат, топлината, леката горчивина — това чувство за съзнание и пробуждане — може да се дължи на това, че мозъкът ви работи на принципа на квантовата физика.
Знам, знам. Квантовата механика е достатъчно объркваща и без това, когато говорим за частици, вълни и котки в кутии. Сега ми казвате, че тя може да е отговорна за моите мисли? Моите сънища? Моето необяснимо желание за сирене в 2 сутринта?
Следете ме, защото тази история има всичко: носители на Нобелова награда, бунтарски учени и 40-годишен дебат, който просто не иска да умре.
Интелигентната мистерия, която никой не можеше да реши
Колкото и време имаме мозъци (което, признавам, е дълго), винаги сме се питали: какво всъщност създава съзнанието? Какво кара купчината неврони и електричество в черепа ви да стане... вие?
Традиционната невронаука е свършила невероятна работа в картографирането на мозъка, разбирането как комуникират невроните и установяването защо определени мозъчни региони се „включват“, когато, кахто, разпознавате лице или си спомняте къде сте оставили ключовете си. Но все още виси една огромна въпросна علна над цялото това: как всички тези електрически и химически процеси създават субективното преживяване?
Не знам за вас, но аз винаги съм намирал този въпрос за истински смиряващ. Ние буквално сме направени от същата материя, която се опитва да разбере същата материя. Сякаш вселената си шегува сама себе си с изключително сложен шега.
Появява се безумната теория
През 1989 г. Роджър Пенроуз — и да, това е същият Роджър Пенроуз, който по-късно спечели Нобелова награда по физика — хвърли бомба. В книгата си „Новият ум на императора“ той предполага, че съзнанието не може да работи като обикновен компютър. Трябва да се случва нещо друго, нещо, което изисква това, което той нарича „неизчислима физика“.
Превод: начинът, по който вашият мозък създава осъзнатост, може да се нуждае от квантова механика, за да има смисъл.
Сега, това беше ГОЛЕМО твърдение. Повечето невронаучни специалисти по това време буквално го пренебрегнаха. Мозъкът е топъл, влажен и хаотичен — условия, които квантовите ефекти (които обикновено изискват екстремна студ и прецизна изолация) абсолютно мразят. Как деликатните квантови процеси биха могли да оцелеят в биологичния еквивалент на „mosh pit“ (тълпа в раздвижване)?
Но Пенроуз не беше сам. Той се обедини със Стюарт Хамероф, анестезиолог в Университета в Аризона, и заедно те разработиха нещо, наречено Оркестрирана обективна редукция (или Orch OR накратко — защото учените очевидно не могат да издържат на съкращения).
Основната идея? Дълбоко в невроните ви има малки тръбовидни структури, наречени микротубули, които действат като вътрешната скелетна конструкция на клетката. Пенроуз и Хамероф предложиха, че тези микротубули може да правят нещо необичайно: да обработват квантова информация.
Контроверзията, която не искаше да умре
Десетилетия наред Orch OR се намираше в ъгъла на научния дискурс под надписа „интересно, но вероятно грешно“. Критиките бяха валидни: квантови ефекти в биологични системи? В мозъка? При стайна температура? Звучеше повече като научна фантастика, отколкото като наука.
Но ето какво е важно — и това е това, което държи учените будни през нощта — теорията никога не изчезва напълно. И наскоро тя започна да придобива неочаквана инерция.
Натрупващите се доказателства
Появява се Майкъл Уист, професор по невронаука в Колеж Уелсуи, който рови в тази противоречива територия. В скорошни изследвания, публикувани в eNeuro и Neuroscience of Consciousness, Уист и неговият екип решиха да тестват дали микротубулите действително могат да бъдат включени в съзнанието. (И да, обещавам, че е по-интересно, отколкото звучи.)
Те използват химикал, който се свързва с невронните микротубули при плъхове, а след това подлагат малките създания на анестезия. И тук става интересно: плъховете, които са получили свързващия химикал, са изисквали повече време, за да изпаднат под ефекта на анестезията. Изглежда, че химикалът е защитавал нещо — по-конкретно, тези микротубули.
Уист интерпретира това като доказателство, че микротубулите действително могат да бъдат част от механизма на съзнанието. Анестезията ги засяга по различен начин от другите части на неврона, което предполага, че те играят специална роля.
„Това подкрепя правдоподобността на микротубулите като физически субстрат на биологичното съзнание“, пише Уист.
Други изследователи добавиха още гориво в този квантов огън. Имаше открития за квантово заплитане, действащо в по-големи мащаби, отколкото сме смятали за възможни — работа, която спечели на своите изследователи Нобелова награда по физика през 2022 г. Доказателства за квантови сигнали в мозъка също започнаха да се натрупват.
Това доказателство ли е? Абсолютно не. Но със сигурност кара хората отново да обръщат внимание.
Другата страна на историята
Сега, искам да бъда справедлив, защото науката процветава на дебатите. Много изследователи все още са силно скептични по отношение на идеята за квантовото съзнание.
Екип от MIT наскоро публикува изследване, предполагащо, че съзнанието може да произлиза от старата добра класическа физика — по-конкретно от електрически вълни, извършващи аналогови изчисления в мрежите на мозъка. Без нужда от квантова странност.
„Предвид силния еволюционен натиск за максимизиране на изчисленията на единица енергия“, писаха те, „би било изненадващо, ако еволюцията не използва такъв вграден аналогов изчислителен субстрат.“
Това също е убедителен аргумент. Еволюцията е икономична; ако класическата физика може да свърши работата, защо да усложняваме нещата с квантова механика?
Защо този дебат е важен (дори да изглежда абстрактен)
Ето моето мнение по всичко това: аз искрено обожавам, че този дебат съществува.
Живеем в ера, в която постоянно ни казват, че науката е разгадала всичко, че вълшебните открития са просто запълване на празнините. Но съзнанието? Това изглежда като една от истинските граници, които са останали — място, където най-големите въпроси все още са отворени.
Независимо дали съзнанието произлиза от квантови процеси в микротубулите, от класически електрически вълни или от нещо, което още дори не сме си представяли, ние все още се борим с най-дълбоката мистерия на съществуването: защо е така странно да си ти, вместо да не е нищо.
И честно казано? Фактът, че някои от най-великите умове във физиката и невронауката активно си сътрудничат (или спорят) по този въпрос, ми дава надежда. Това означава, че все още сме любопитни. Все още сме готови да преследваме невъзможните въпроси.
И така... какво означава това за вас?
Честно? Вероятно нищо практично днес. Няма да мислите за микротубули, докато пиете сутрешното си кафе.
Но може, само може, следващият път, когато изпитате момент на истинско изумление — гледайки залез, слушайки музика, която ви докосва до сърцето, или водейки разговор, който ви кара да се чувствате по-живи от обикновено — може да спрете за секунда и да си помислите: „Хмм. Каквото и да се случва в мозъка ми в момента, то е или невероятно сложна класическа физика... или нещо още по-странно и мистериозно.“
Във всеки случай, това е доста невероятно, нали?