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Cerebro y Mente
Cuántica
El "cerebro cuántico", la audaz
teoría que puede ayudar a resolver el misterio de cómo surge la conciencia
humana
26 diciembre 2022
¿Qué hace tu cerebro en este
momento cuando lees esta nota? ¿Cómo comprende la información y al mismo tiempo
advierte tu entorno, percepciones y sentimientos?
A pesar de los avances en los
estudios del cerebro, la pregunta de qué es la conciencia y cómo surge sigue
siendo un misterio.
Dos estudios recientes realizados
en el Instituto de Neurociencias deL Trinity College DE Dublin, Irlanda,
sugieren que la respuesta a ese misterio podría estar en la física cuántica.
En el mundo cuántico las
certidumbres de la física clásica dejan paso a una dimensión de probabilidades.
Y también se registran fenómenos que pueden parecer extraños, como la conexión
entre objetos aunque estén distanciados.
"Queríamos probar que el cerebro se puede
comportar de una manera cuántica", señaló el científico español David
López Pérez.
Ambos estudios,
publicados en la revista Journal of Physics Communications, indican
que nuestros cerebros podrían funcionar como computadoras cuánticas.
Si se confirman los resultados de
los investigadores, podrían ayudar a comprender no solo cómo funciona el
cerebro, sino qué sucede cuando hay un deterioro cognitivo por la edad o por
enfermedades.
Clásico vs cuántico
En el reino de la física clásica,
que incluye desde una mesa hasta los planetas, los objetos tienen ubicaciones y
velocidades definidas.
En la física de lo muy pequeño, la
escala cuántica, en cambio, las partículas no tienen ubicaciones fijas,
sino una probabilidad de que existan en un lugar y momento determinados.
En esta escala se da también el
llamado entrelazamiento cuántico, un fenómeno que ocurre cuando dos
partículas están tan conectadas que lo que le sucede a una afecta de forma
inmediata a la otra, sin importar a qué distancia se encuentren entre sí.
"La física tradicional se
encarga de explicar los efectos macroscópicos que observamos", dijo a BBC
Mundo el científico español David López Pérez, doctor en neurociencias y
coautor de ambos estudios.
"La física cuántica suele ser
probabilística ya que no podemos nunca saber a ciencia cierta en que se
convertirá una cosa en concreto".
¿En
que consistió el experimento?
En el primero de
los estudios, López Pérez y su coautor, Christian Kerskens, deL Trinity
College, usaron máquinas de resonancia magnética modificadas
para escanear los cerebros de 40 individuos.
Para obtener imágenes de resonancia
magnética (MRI, por sus siglas en inglés) imanes potentes hacen que las
partículas magnéticas del cuerpo se alineen en la misma dirección. El
movimiento de la materia dentro del cuerpo puede entonces ser observado.
En el caso del estudio, lo
que los científicos observaron en el escáner fue el comportamiento de protones
en el cerebro.
"El cerebro tiene mucha
cantidad de agua. En las resonancias magnéticas se manda una señal, un pulso
para que los protones en el agua se exciten, y luego vuelvan a su posición
original", explicó López Pérez.
"Es como cuando tienes una
fiesta. Están todos hablando unos con otros y de repente el DJ pone la música
que a todo el mundo le gusta y todos se giran hacia el DJ para escuchar la
música. Y cuando acaba esa música cada uno vuelve a lo que estaba haciendo. Eso
es lo que se hace en resonancias magnéticas para medir los protones del
agua".
Los científicos constataron en ese
experimento que se registraba una entrelazamiento cuántico entre los protones
del cerebro.
"Los protones interactúan
entre sí, es como que están ahí separados y de repente se establece una
relación".
"El experimento es algo que no
se había hecho hasta ahora, porque nosotros lo que hicimos fue saturar la
señal. Es como si el DJ estuviera poniendo la mejor música todo el rato y
siempre tuvieras a las personas mirándole. Es en ese momento que vemos esos
efectos".
¿Qué
tiene que ver ese entrelazamiento con la conciencia?
Para explorar el funcionamiento del
cerebro los investigadores aplicaron una herramienta desarrollada en el pasado
para intentar probar un fenómeno llamado "gravedad cuántica".
Esa herramienta señala que cuando
hay dos sistemas cuánticos conocidos que interactúan con un sistema
desconocido, si los sistemas conocidos se entrelazan, entonces el desconocido
también debe ser un sistema cuántico.
"Esto evita las dificultades
de encontrar dispositivos de medición para algo de lo que no sabemos
nada", explicó Kerskens.
En el experimento con el MRI, los
sistemas conocidos son los protones que se entrelazan. Y el sistema desconocido
con el que interactúan es la función cerebral.
"Nosotros afirmamos que los
protones están entrelazados porque hay una función que está mediando ese
entrelazado, y para nosotros esa función es la conciencia que hace de
mediadora", señaló López Pérez.
"No podemos medirla
directamente, pero medimos los protones".
El científico explicó a BBC Mundo
que "la gravedad cuántica es un mundo puramente teórico que todavía no se
ha explicado experimentalmente, que quiere unir dos teorías que a priori no son
compatibles (la mecánica cuántica y la teoría de la relatividad). Para ello han
creado la figura del graviton, que es algo que no se sabe cómo es pero que
sería el puente entre las dos teorías".
"Es como si tuviésemos a dos
personas con diferentes opiniones políticas que no son capaces de llegar a
ningún tipo de acuerdo, que gracias a un negociador pueden poner sus
diferencias a un lado y sentarse a hablar".
"En el cerebro proponemos algo
parecido. Nosotros proponemos que la manera en que funciona nuestra señal de
MRI no se puede explicar de una manera clásica".
"Observamos que los protones
se entrelazan, pero no sabemos ni cómo ni por qué. Pues lo que hemos hecho es
coger las ideas de la gravedad cuántica y proponer que existe un
mediador en ese proceso que permite que eso pase. Ese mediador para nosotros es
la conciencia".
Los científicos comenzaron a pensar
en la relación con la conciencia debido a un paciente que se quedó dormido.
"En un principio no pensamos
que existiera una relación con la conciencia. Esta idea nos vino de un
participante que pidió perdón por haberse dormido en el escáner",
afirmó López Pérez.
"Observamos como la señal
decaía en el momento en que el participante se durmió dentro del escáner para
volver a aparecer en el momento en que se despertaba. Entonces empezamos a
pensar que existía la posibilidad de una relación con el estado consciente del
participante".
"Es la única explicación que
encontramos, pero necesitamos reproducir el experimento y realizar un estudio
más avanzado que nos permita demostrar lo presentado en los dos estudios que
hemos publicado recientemente".
El
papel del corazón
Los científicos también observaron
una relación entre la señal de entrelazamiento y el funcionamiento del corazón.
"Nuestra señal es muy sensible
a cualquier perturbación y la señal que parte del corazón seguramente
interrumpa el entrelazado y de ahí que nuestra señal se asemejaba a la
de un electrocardiograma", señaló López Pérez.
El científico explicó que la señal
de entrelazamiento es muy sensible.
"Si estás en el MRI y te
mueves la señal se pierde".
"Y el corazón lo que hace es
que está todo el rato mandando sangre. Cuando la sangre entra al cerebro, éste
se expande y se contrae. Cuando se expande, el flujo cefalorraquídeo sale y la
sangre entra. Cuando se contrae se va la sangre y el líquido vuelve".
"Entonces ese movimiento
nosotros creemos que es lo que genera el cambio de la señal, porque estamos
perdiendo esa relación cuántica por culpa del movimiento por un momento muy
breve".
Los científicos colocaron un
pulsómetro en el dedo de los participantes para medir el flujo sanguíneo.
"Encontramos que los cambios
en la señal de entrelazamiento y el latido del corazón estaban bastante
acoplados temporalmente, estaban en sincronía".
¿Qué
aplicaciones futuras puede tener la investigación?
En un segundo estudio
los investigadores demostraron que las señales del entrelazamiento también
dependían de la edad de los participantes.
En ese segundo experimento se
obtuvieron imágenes de resonancia magnética de dos grupos de pacientes
diferenciados por edad. Uno de ellos tenía personas de 18 a 30 años, y otro
personas de 65 años o más.
"Lo que vimos es que con la
edad había cambios bastante importantes en la señal".
"Es algo que todavía no
podemos explicar. También hicimos un piloto con unos pocos pacientes con
depresión. Eran pocos, pero parecía que también las señales eran
diferentes".
"Entonces ¿qué está pasando
ahí con el entrelazado? ¿Es que esas comunicaciones cerebrales ya no funcionan
bien?"
"Sabemos que con la edad hay
muchísimos cambios estructurales en el cerebro, se hace más pequeño, te sube la
tension, el flujo sanguíneo cambia".
"Tal vez en el futuro estos
estudios se puedan utilizar para generar algún tipo de medicamento".
Kerstens señaló que "debido a
que las funciones cerebrales también se correlacionaron con el rendimiento de
la memoria a corto plazo y la conciencia, es probable que los procesos
cuánticos sean una parte importante de nuestras funciones cerebrales cognitivas
y conscientes".
David López Pérez: "Yo creo que
si queremos entender el cerebro tenemos que bajar a la escala cuántica".
Cerebro cuántico
Los investigadores señalan que el
siguiente paso es realizar estudios a mayor escala.
"Nosotros lo que
intentábamos con los experimentos era básicamente probar que el cerebro
se puede comportar de una manera cuántica. Queríamos
poner evidencia
física de algo sobre lo que se ha venido hablando durante muchos
años. Porque
se hacen conjeturas de que el cerebro puede ser cuántico desde
los tiempos en
que empezó la mecánica cuántica, en los
años 30 o 40", señaló López Pérez.
"Pero nadie lo ha podido
probar".
"En el estudio lo que
intentamos hacer es continuamente descartar la física clásica para probar que
al final el cerebro se comporta de una manera cuántica".
El científico español señaló que
con la física clásica se pueden explicar muchos aspectos del cerebro, como los
cambios en el flujo sanguíneo o la activación de las neuronas.
"Pero la consciencia, por
ejemplo, es algo que no se entiende".
"Yo creo que si queremos
entender el cerebro tenemos que bajar un nivel más a la escala cuántica".
"Con este estudio esperamos
poner nuestro granito de arena en el campo de la neurociencia y seguir una
línea de investigación (el mundo cuántico). Hasta ahora se había teorizado
sobre ello (aunque para muchos este tipo de entrelazado no puede existir en un
cuerpo caliente y húmedo como es nuestro cerebro), pero no se había encontrado
una prueba científica como la que nosotros presentamos".
Para Kerstens, "los procesos
cerebrales cuánticos podrían explicar por qué aún podemos superar a las
supercomputadoras cuando se trata de circunstancias imprevistas, toma de
decisiones o aprendizaje de algo nuevo. Nuestros experimentos … pueden arrojar
luz sobre los misterios de la biología y sobre la conciencia".
https://www.bbc.com/mundo/noticias-64065872
El cerebro funciona como un computador cuántico, según un estudio
- La teoría explicaría
por qué nuestro cerebro supera incluso dispositivos como los
superordenadores.
21/10/2022
El cerebro humano sigue siendo en
muchos aspectos un gran
misterio que los científicos tratan de
desentrañar. Ahora, un equipo de científicos del Trinity College Dublin
(Irlanda) hipotetiza que uno de sus secretos podría estar en la computación cuántica.
Un nuevo paradigma
La computación cuántica es un paradigma
de computación que, de manera tremendamente simplificada, en lugar de usar bits
(unidades mínimas de información que pueden tener sólo dos valores: 1 o 0)
usa cubits (que
pueden tener los dos valores a la vez). Esto se basa a su vez en los
principios de la mecánica cuántica que, de forma de nuevo casi obscenamente
resumida, surge de la constatación de que una partícula (como un electrón)
puede ser también una onda, y una onda puede ser también una partícula.
De
hecho, tal y como publican en el medio científico Journal of Physics Communications, estos autores
llegaron a esta conclusión tras adaptar para el estudio del cerebro una idea
experimental diseñada para probar la existencia de la gravedad cuántica.
Esta idea consiste en tomar sistemas
cuánticos conocidos, que interactúa con un sistema desconocido. Si los sistemas
cuánticos conocidos se entrelazan (el entrelazamiento, en física, es un
fenómeno cuántico sin equivalente en la física clásica, lo que lo hace complicado
de explicar; a grosso modo, actuar sobre uno de los sistemas, por ejemplo
girando una partícula, tiene efectos en el otro sistema: la segunda partícula
giraría en sentido contrario) significa que el sistema desconocido es cuántico también.
Nuestros cerebros superan a los superordenadores
Para probar este concepto, los
investigadores emplearon protones de fluido cerebral y midieron su espín
(momento angular intrínseco) mediante una forma especial de resonancia
magnética diseñada para buscar protones
entrelazados.
Así, encontraron señales que se
parecían a los potenciales evocados sincronizado con el latido del corazón
(HEP), un patrón característico en la actividad cerebral como consecuencia de
la contracción ventricular. Los potenciales electrofisiológicos, como los HEP,
no son detectables normalmente mediante resonancia magnética, por lo que estos
autores creen que si pudieron observarlos es porque los protones del
cerebro están
entrelazados.
La teoría es que si no se encuentra
otra explicación que no sea el entrelazamiento, esto quiere decir que los
procesos cerebrales, como la memoria a corto plazo o la consciencia, están
interactuando con los espines de las partículas. Como resultado, se puede
deducir que dichas funciones
son cuánticas.
La posibilidad de que el cerebro opere
en términos similares los de la computación cuántica explicaría el enigma de
por qué el cerebro humano es capaz de superar
dispositivos potentes como los superordenadores en tareas
como las decisiones, la adaptación a circunstancias imprevistas o el
aprendizaje.
https://www.20minutos.es/salud/actualidad/el-cerebro-humano-podria-funcionar-como-un-ordenador-cuantico-segun-un-estudio-5070530/
CEREBRO CUÁNTICO
por el Prof.
Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico de número
Academia de Ciencias de la Región de Murcia
21 septiembre, 2022
Se está introduciendo un perfil, que se denomina cerebro cuántico,
refiriéndose a un ordenador que funciona con capacidad para aprender,
aparentemente imitando a los humanos. Nuestro cerebro cambia, como rasgo
fundamental del aprendizaje y la experiencia acumulada. La pretensión de la
técnica es imitar ese proceso y lograr que los ordenadores se comporten de
forma autónoma, siguiendo esa pauta. Pero no nos referimos a este perfil, que
no deja de ser importante, claro está y tiene su propio itinerario. Nos ha
parecido necesario puntualizar desde el primer momento que la orientación de
este texto es bien otra. Nos ocupamos del cerebro genuino, el único hasta ahora
conocido, aunque es un decir el término que acabamos de emplear, porque
probablemente es la incógnita mayor que se cierne sobre la Ciencia que, desde
siempre, ha pretendido desentrañar su intimidad, que se sigue resistiendo a desvelar
los secretos que guarda.
Ya hace tiempo que se propuso la existencia de efectos cuánticos
en proteínas del cerebro. Se denominan microtúbulos y juegan un papel central
en la naturaleza de la conciencia. Penrose dedicó mucha atención a ellos,
concluyendo de forma lapidaria que “El reto de la física es explicar cómo
funciona la conciencia”. Durante mucho tiempo, las teorías que sustentan el
comportamiento cuántico en los sistemas biológicos, han sido puestas en
entredicho, aduciendo que era muy improbable que acontecieran procesos regidos
por la cuántica en sistemas que tienen una temperatura como la ambiental, lejos
de las bajas temperaturas que parecía que requerían los sistemas para que
pudieran apreciarse los efectos cuánticos. Lo que la temperatura suscita es que
la superposición de estados en las que se mantienen los sistemas cuánticos, en
los que la propiedad esencial es la coherencia, no podía cumplirse y los
sistemas estaban sujetos, en estas condiciones, a la decoherencia. De esta
forma, se excluía la opción, durante mucho tiempo, de que los sistemas
biológicos pudieran exhibir comportamientos cuánticos.
La decoherencia explica como un estado cuántico entrelazado, es
decir descrito por una combinación lineal de estados cuánticos, pero no
identificándose con ninguno de ellos, puede desencadenar un estado descrito por
la Física clásica, por tanto, no entrelazado, sino un estado individual, De
esta forma, deja de exhibir características cuánticas y pasa a tener un
comportamiento clásico, ajeno a los efectos que caracterizan a la mecánica
cuántica, que son contraintuitivos, por ser ajenos a la evidencia empírica
vital de los humanos. La razón técnica de esta denominación radica en que,
matemáticamente, las combinaciones lineales que representan al estado
entrelazado, pierden la coherencia de la fase compleja. El hecho es muy central
en la Física contemporánea, dado que, esta pérdida de coherencia en ciertas
condiciones, es la que explica por qué la Física Clásica es una buena
aproximación-descripción del mundo macroscópico en que nos desenvolvemos con
mayor comodidad. Si recordamos al gato más famoso conocido, el de Schrodinger,
las interacciones del gato con el entorno son las que producen la decoherencia
y provocan que la combinación lineal de gato vivo y gato muerto vaya a parar a
un estado clásico, abandonando la superposición de estados en un tiempo tan
pequeño que se hace imperceptible. En un tiempo en torno a 10-65 s,
se rompe la superposición y pasa a tener un comportamiento muy diferente al que
tendría en aquella condición. Básicamente, la temperatura o un proceso de
medida suponen una reducción de la incertidumbre en el estado de un sistema,
compensada por un aumento de incertidumbre del entorno (Universo). Así, se
interpreta la medida como un proceso irreversible que modifica la entropía del
sistema y el entorno del mismo.
En las décadas anteriores, se postulaba que los sistemas
biológicos estaban sometidos a decoherencia. Pero estudios, investigaciones y
descubrimientos recientes han ido acumulando experiencia en otra dirección. Los
efectos cuánticos se han identificado en los sistemas fotosintéticos,
fundamentales en el proceso de la vida. Se han propuesto intervención de
procesos cuánticos en sistemas tan diferentes como la migración aviar o la olfacción.
También se ha incorporado a estos escenarios el mecanismo de los microtúbulos
de la conciencia cuántica que postula la cognición cuántica.
Una de las aportaciones del comportamiento cuántico del cerebro se
centra en la interpretación de la anestesia general que conecta y desconecta la
conciencia. Se postula que ocurre mediante procesos cuánticos, y se concreta a
través de las medidas del espín electrónico. Se ha propuesto una hipótesis que
implica el efecto túnel, en el contexto del mecanismo de la olfacción como
explicación plausible de la acción de los neurotransmisores. Recientemente, se
propone un mecanismo acerca de cómo el entrelazamiento cuántico entre núcleos
de fósforo podría ser el que provoca el disparo de las neuronas.
Lo señalado y
otras teorías, contribuyen a generar un campo de investigación sobre los
mecanismos mediante los que los efectos cuánticos podrían contribuir a los
procesos neuronales. La evidencia experimental, cada vez más, supone una
evidencia de las predicciones de la teoría. El avance simultáneo en campos tan
diversos como el mundo vegetal y el cerebro humano, va clarificando, poco a
poco, que los materiales biológicos pueden sustentar efectos cuánticos, que
pueden ser relevantes a la hora de dilucidar aspectos fundamentales del
funcionamiento del cerebro.
https://www.um.es/acc/cerebro-cuantico/
Confirman
mecanismos cuánticos en el cerebro vinculados a la cognición y los movimientos
conscientes
1 septiembre, 2021
Estructuras
cerebrales implicadas en la cognición y las acciones voluntarias utilizan
mecanismos cuánticos que, a través del transporte de electrones que no siguen
las leyes físicas, permiten iniciar movimientos conscientes y otras facultades
superiores.
Una investigación del Instituto de Tecnología e Ingeniería de
Materiales de Ningbo, en China, ha descubierto mecanismos cuánticos en
estructuras de ferritina de laboratorio que son similares a las que se
encuentran en neuronas críticas del cerebro.
Estas neuronas críticas forman parte de estructuras cerebrales
implicadas en los movimientos voluntarios conscientes y en los procesos
cognitivos, lo que sugiere que al menos determinadas facultades mentales
humanas tienen un sustrato cuántico.
El resultado de esta investigación evidencia la existencia de una
función cuántica en las capas de proteína de ferritina que se encuentran en las
células, incluidas las neuronas, por lo que esa función cuántica estaría
ampliamente extendida por el organismo.
Procesos cuánticos
La nueva investigación descubre nuevos aspectos de los procesos
biológicos cuánticos que hasta ahora se ha sugerido ocurren en la fotosíntesis,
en la mutación del ADN, en el olfato o la visión, en la actividad enzimática, y
en la magnetorrecepción que usan los animales para orientarse siguiendo el
campo magnético terrestre.
Según investigaciones previas, procesos cuánticos como el efecto
túnel o el entrelazamiento pueden estar produciéndose en estos procesos
biológicos, señalando la profunda implicación del universo cuántico en los
mecanismos de la vida.
Hay otra derivada de la biología cuántica, que se perfila también
como posible fuente de los procesos cognitivos e incluso de la consciencia, tal como ha sugerido, por ejemplo,
Roger Penrose.
La nueva investigación afianza esta línea de investigación porque
plantea con toda claridad que los procesos cuánticos pueden estar implicados en
procesos cognitivos y en la toma de decisiones conscientes que ocurren a nivel
humano.
Cerebro cuántico
Esta investigación fue diseñada para estudiar el transporte de
electrones en estructuras de ferritina desarrolladas en laboratorio, pero que
son similares a las que se encuentran en la sustancia negra pars compacta (SNc)
y en el locus coeruleus (LC), grupos de neuronas de regiones críticas del
cerebro.
La pars compacta contiene neuronas dopaminérgicas implicadas en la
fisiopatología de las conductas adictivas. El locus cerúleo es una región anatómica
cerebral involucrada en la respuesta al pánico y al estrés.
La investigación sobre la enfermedad de Parkinson ha demostrado
también que la destrucción de las neuronas del SNc da como resultado la pérdida
de la capacidad de iniciar un movimiento voluntario consciente. Asimismo, que
la destrucción de neuronas en el LC da como resultado un procesamiento
cognitivo deficiente.
Los resultados de la nueva investigación sugieren que las capas de
ferritina presentes en esas estructuras cerebrales podrían proporcionar una
función de conmutación que coordine esos grupos de neuronas para realizar la
selección de movimientos conscientes y el procesamiento cognitivo,
respectivamente, según explica uno de los
investigadores, Christopher Rourk, en la revista ScienceX Dialog.
Cuestión de ferritina
La ferritina sería la clave de estos procesos: es la principal
proteína almacenadora, transportadora y liberadora de forma controlada de
hierro. Se produce por casi todos los organismos vivos.
Anteriormente se había descubierto que la ferritina provoca el así
llamado efecto túnel, mediante el cual un electrón supera una barrera
infranqueable en la física clásica: se comporta como una onda, en vez de como
una partícula. Es un efecto cuántico.
También recientemente se han observado acumulaciones de capas de
ferritina en muchos tejidos, incluidos los del cerebro, los melanosomas
(orgánulos de pigmentación) y el tejido placentario, espacios orgánicos donde
también ocurrirían procesos cuánticos.
La nueva investigación, dirigida por el profesor Cai Shen, ha demostrado que las capas de
ferritina no solo conducen electrones a distancias de hasta 80 micrones
mediante el efecto túnel, sino que también pueden formar un Aislante de Mott
para cambiar de un estado conductor a un estado no conductor.
Un aislante de Mott es un material que «debería» ser metálico
(conductor), pero presenta un comportamiento aislante. Según la nueva
investigación, ese aislante tiene reflejo en la biología porque un estado que
debía ser conductor, deja de serlo.
Misteriosa ferritina
Los investigadores plantean la necesidad de realizar investigaciones
y pruebas adicionales de los tejidos donde se encuentran acumulaciones de
ferritina, para confirmar si organismos vivos utilizan las funciones de
transporte y conmutación de electrones para funciones biológicas tan
importantes, tal como sugieren los experimentos de laboratorio.
Los autores de esta investigación plantean que la ferritina debe
dejar de ser considerada «sólo» como una proteína de almacenamiento de hierro,
ya que está dotada de un mecanismo de transporte de electrones mecánico cuántico
que estaría implicado en procesos biológicos y cognitivos de gran alcance.
Si ese mecanismo existe y se utiliza para realizar la selección de
acciones y el procesamiento cognitivo, podría tener importantes implicaciones
para nuestra comprensión de cómo funciona el cerebro, destaca Rourk.
Biología cuántica
Muchos científicos están investigando actualmente la biología
cuántica, que es la aplicación de la mecánica cuántica para investigar las
funciones biológicas.
Recientemente se ha utilizado para conocer los mecanismos que
están detrás de la fotosíntesis o de la forma en que las aves pueden percibir
los campos magnéticos, entre otros campos.
Estos efectos biológicos cuánticos generalmente involucran
electrones saltando o haciendo túneles a distancias de varios nanómetros,
comportamiento que es incompatible con las partículas, pero que tiene sentido
si se comportan como ondas siguiendo la dinámica cuántica, concluye Rourk.
Y parece que
estos efectos biológicos cuánticos están por todas partes.
https://tendencias21.levante-emv.com/confirman-mecanismos-cuanticos-en-el-cerebro-vinculados-a-la-cognicion-y-los-movimientos-conscientes.html
Neurociencia
y mecánica cuántica
Javier Sánchez
Cañizares
Universidad de Navarra
En
los últimos años, el progreso en el campo de la neurociencia ha estimulado el
interés por comprender mejor las relaciones entre la mente y el cerebro. La
Mecánica Cuántica (MC) ha estado presente en este ámbito prácticamente desde
los inicios, a partir de su bien conocida “paradoja de la medida”. La
interpretación estándar de la MC asume la existencia en la naturaleza de dos
procesos fundamentales e irreducibles: la evolución determinista de la función
de onda según la ecuación de Schrödinger (una vez que se han establecido las
condiciones iniciales y de contorno) y el colapso indeterminista de la función
de onda después de realizar una medición. Así, la MC estaría señalando las
limitaciones de una visión puramente determinista de la naturaleza y, en
particular, de la actividad cerebral.
No
obstante, la relevancia de la MC para la física del cerebro resulta muy
controvertida. Los detractores de su influencia confían en el papel de los
procesos de decoherencia para asegurar un comportamiento clásico y determinista
del cerebro, sin prestar demasiada atención a los presupuestos filosóficos que
conlleva el recurso a la decoherencia cuántica en el problema mente-cerebro
(Sánchez-Cañizares 2014). En esta voz, después de introducir una visión general
de las relaciones entre neurociencia y MC (sección 1) y de explicar por qué la
segunda podría ser relevante para la primera (sección 2), revisaremos los
modelos más importantes que involucran a la MC en el cerebro, haciendo explícita
su posición respecto de las relaciones causales entre la actividad cerebral y
la experiencia consciente (sección 3). Se expondrán las principales críticas a
la relevancia de la MC para la neurociencia (sección 4) y se analizarán las
implicaciones físicas y epistémicas del recurso a la decoherencia (sección 5)
antes de presentar unas consideraciones filosóficas que ponen de manifiesto la
necesidad de una aproximación interdisciplinar al debate (sección 6).
Dedicaremos la última sección a unas breves conclusiones. Así pues, nos
centraremos aquí en la relación entre neurociencia y mecánica cuántica en el
contexto del problema mente-cerebro y, en especial, de la conciencia.
1 Visión
general de las relaciones entre neurociencia y mecánica cuántica ↑
El campo
de la neurociencia viene recibiendo una atención creciente debido al progreso
teórico y empírico en la comprensión del cerebro. El sueño de alcanzar una
visión científica definitiva de las relaciones entre la mente y el cerebro
humanos parece estar cada vez más cercano, tras resultados experimentales como
los presentados por Libet y otros colaboradores (Libet, Wright y Gleason 1982),
que indicarían una prioridad temporal de los eventos fisiológicos sobre la
conciencia a la hora de actuar. En estrecha relación con lo anterior, el
problema del estatus ontológico de la libertad continúa generando discusiones
relevantes entre los neurocientíficos y los filósofos (K. Smith 2011).
No
obstante, la búsqueda por parte de la neurociencia de los correlatos neurales
de la conciencia continúa sin resolverse. El presupuesto habitual es que la
conciencia es el resultado de un ingente número de neuronas trabajando al
unísono (C. U. M. Smith 2009). El plan de investigación clásico de la
neurociencia pretende encontrar circuitos de neuronas interconectadas cuya
forma y frecuencia de disparo se correlacione de modo inequívoco con las
experiencias conscientes por encima de un determinado umbral. Bajo tales
presupuestos, los neurocientíficos cognitivos y los neurobiólogos consideran
que la MC es irrelevante para sus problemas específicos (Koch y Hepp 2006); aun
cuando la física del cerebro debe obedecer las leyes de la MC, no se aprovechan
sus características más sobresalientes. La neurociencia se mueve habitualmente dentro
del paradigma de la física clásica, que considera posible describir cualquier
sistema —sin importar cuán complejo sea— mediante una computación clásica.
Según esta extendida opinión, los sistemas vivos obedecen leyes físicas que
estarían en contradicción con la posibilidad de realizar elecciones conscientes
y libres. Estas últimas estarían simplemente reflejando la configuración
química del individuo en el momento de la (supuesta) decisión. Por tanto, la
creencia en la libertad no sería más que un residuo de la fe en el vitalismo
(Cashmore 2010).
Sin duda,
la complejidad del cerebro hace bastante difícil establecer un modelo físico
acerca de su modo de trabajar. Sin embargo, el fenómeno del caos determinista
ha venido ofreciendo un aceptable contexto en el que estudiar la dinámica
neural (Freeman 1979; Amit 1989). Su influencia ha sido creciente a lo largo de
los últimos años y hoy se da un consenso generalizado sobre el papel esencial
de los procesos caóticos para comprender la dinámica del cerebro en varios
niveles. La ciencia cognitiva y la psicología han adoptado esta idea
(Atmanspacher and Rotter 2008). Dentro de este paradigma, solo un pequeño
número de neuronas acabaría siendo responsable de las experiencias conscientes.
Los cambios infinitesimales en las condiciones iniciales de cualquier proceso
llevarían a trayectorias divergentes en el espacio de fases, provocándose así
la ilusión de la actuación libre. La mente emergería a partir del caos
determinista en el cerebro y, por tanto, la conciencia no pasaría de ser una
ilusión (Dennett 1991; 2003; Churchland y Sejnowski 1992; Crick 1994; Rees et
al. 2002).
Según el
físico Anton Zeilinger, el paradigma central de buena parte de los biólogos es
que somos esencialmente máquinas clásicas (Abbott et al. 2008). El pensamiento
sería material y el pensar no sería más que materia en movimiento coordinado.
El pensamiento surgiría como un patrón coherente en un sistema multidimensional
(el ser humano) acoplado al mundo, en el que la fluctuación más pequeña puede
hacer emerger un pensamiento (Kelso 2008). De acuerdo con los principios de la
física clásica, la conciencia no supondría diferencia alguna en el
comportamiento: todo comportamiento está determinado por la causación
microscópica sin necesidad de hacer referencia a la conciencia. De este modo,
los filósofos que aceptan el marco de ideas de la física clásica han de
concluir que las experiencias conscientes son idénticas con las actividades
físicas del cerebro o, simplemente, propiedades emergentes (Stapp 2001). La
teoría de la identidad entre la mente y el cerebro afirma que los estados
mentales, los qualia, son idénticos a determinados estados
neurales. Hoy por hoy, esta es la perspectiva filosófica sobre la mente
dominante en la neurociencia, y la base de la mayor parte de la investigación
neurobiológicas sobre la conciencia (Kauffman 2008).
Mas la
cuestión no resulta tan sencilla desde el punto de vista metodológico. La
neurociencia tiene dificultad en identificar la conexión crucial entre los
estudios empíricos, descritos en términos psicológicos, y los datos que se
obtienen, descritos en términos neurofisiológicos (Conte et al. 2009). En otras
palabras, la correlación entre los estados físicos y mentales resulta poco
clara. Para poder establecer dicha correlación, se necesita un relato objetivo
o una hipótesis acerca del estado de la mente de otra persona. ¿Pero se puede
lograr eso sin imprecisiones? ¿Es posible conocer el estado de conciencia de
alguien sin que dicha persona lo revele? De hecho, contemplamos un continuo
debate acerca de las cuestiones metodológicas relacionadas con los métodos
introspectivos y los informes subjetivos involucrados en la investigación y
medida de la conciencia (Irvine 2012).
Sin
embargo, las críticas más profundas a la teoría de la identidad mente-cerebro
provienen de lo que David Chalmers ha denominado como el “problema duro” (hard
problem) de la neurociencia (Chalmers 1995): cómo es posible que la
actividad física de las neuronas llegue a convertirse en la experiencia consciente
fenoménica y en los sentimientos subjetivos que vivimos. El problema es que el
proceso a través del cual el cerebro genera pensamientos y sentimientos
permanece desconocido; los mecanismos físicos y la computación no pueden
explicar por qué tenemos sentimientos, conciencia y “vida interior” (Pregnolato
2010). Ninguna característica, configuración o actividad del mundo físico —tal
como es concebido y descrito por la física clásica— puede dar lugar a la
experiencia que caracteriza nuestros pensamientos conscientes, ideas y
sentimientos (Stapp 2001; Pereira 2003; Kauffman 2008). La conciencia queda
totalmente inexplicada mediante los medios clásicos y algo más allá del mundo
físico concebido clásicamente parece necesitarse para avanzar en el problema
(Stapp 2008; 2009; Abbott et al. 2008). El problema de las relaciones
mente-cerebro resulta así estrechamente vinculado a nuestro avance en la
comprensión de la naturaleza.
2 Por qué
la mecánica cuántica podría ser relevante para la comprensión del problema
mente-cerebro ↑
Dado que
nuestro mundo clásico se fundamenta en último término en la MC, también debe
ocurrir así en los cerebros y en los procesos que tienen lugar en ellos. Por
ejemplo, la teoría cuántica es necesaria para explicar los estados de los iones
en el filtro de selección y la función de los canales iónicos en las neuronas
(Salari et al. 2011; Summhammer 2012). No hay duda de que los fenómenos
cuánticos ocurren y son eficaces en el cerebro al igual que en el resto del
mundo material. Pero resulta discutible que dichos procesos sean eficaces y
relevantes para aquellos aspectos de la dinámica cerebral que se correlacionan
con la actividad mental; los procesos cuánticos no tendrían por qué ser
directamente responsables de la generación de percepciones conscientes (Thomsen
2008; Atmanspacher 2011). Teóricamente, la constante de Planck es un número
extremadamente pequeño en la escala de los fenómenos humanos, de modo que
podríamos juzgar buena una aproximación clásica en cualquier modelización del
cerebro. Sin embargo, la MC comprende sutiles entrelazamientos no locales de
magnitudes físicas que pueden llegar a tener manifestaciones macroscópicas
—piénsese en fenómenos como la superconductividad, la superfluidez, la
condensación de Bose-Einstein o los cambios en la susceptibilidad magnética
(Ghosh et al. 2003). No poseemos un criterio universal que permita ignorar
dichos efectos (en términos de la paradoja del gato de Schrödinger, no hay un
umbral bien definido de “gateidad”), por lo que la MC no debería rechazarse tan
fácilmente.
De modo
particularmente interesante, Roger Penrose ha extendido los trabajos iniciales
de Lucas (Lucas 1961) argumentando que ciertos aspectos de la conciencia
humana, como la comprensión de la verdad de algunas proposiciones matemáticas,
quedan más allá de las posibilidades de cualquier sistema computacional
(Penrose 1989; 1994; 2004). La no computabilidad es un concepto matemático bien
definido, pero no se había considerado con anterioridad como una posibilidad
seria para determinados procesos físicos. El argumento de que el pensamiento
consciente —con independencia de otros atributos que pueda tener— es no
computable (como se sigue de ciertas deducciones de los teoremas de Gödel)
implicaría que al menos algunos estados conscientes no pueden derivarse de
estados previos mediante un proceso algorítmico (Hameroff y Penrose 1996;
Penrose y Hameroff 2011). Entonces, la redes electroquímicas neurales
resultarían radicalmente incapaces de generar dichas dimensiones del
conocimiento, de modo que las bases para la investigación neurocientífica de la
inteligencia resultarían socavadas (Reimers et al. 2009). Dentro de este
rompecabezas científico, la MC podría ser importante porque contiene
intrínsecamente elementos no algorítmicos y es la única fuente fundamental de
aleatoriedad pura en nuestra comprensión actual de la naturaleza física (Eagle
2013). También se ha argumentado que si la conciencia es en parte cuántica, los
problemas asociados con la clausura causal física del cerebro, la libertad, la
causación mental y las experiencias mentales podrían encontrar una vía de
solución (Kauffman 2008; 2009). La MC permitiría una “interacción” diferente
entre la mente y el cerebro físico.
Por otra
parte, la coherencia cuántica parece ser un mecanismo plausible para la
eficacia y coordinación que exhiben muchos sistemas vivos, proporcionando un
puente conceptual entre la organización físico-química de los vivientes y los
estados fenoménicos de la vida y de la experiencia (Salari et al. 2011). Por
ejemplo, la conciencia no parece estar localizada en ninguna parte del cerebro
y, no obstante, la persona siente como una unidad coherente. La MC podría dar
una explicación de dicho fenómeno holístico, que se resiste a un análisis
puramente local, introduciendo grados de libertad esencialmente no locales.
Ciertamente, se pueden encontrar grados de libertad no locales en niveles de
complejidad más altos de ciertos sistemas clásicos, pero estos últimos no se
consideran “fundamentales” en una ontología clásica, al estar ligados
inevitablemente a los límites en la resolución de las observaciones (Hagan et
al. 2002).
La
esencial no computabilidad de la MC y el problema mente-cerebro de la
neurociencia se hallan relacionados a través de la bien conocida “paradoja de
la medida”. En la interpretación estándar de la MC, encontramos dos procesos
bien distintos: (i) la evolución unitaria y determinista de la función de onda
según la ecuación de Schrödinger, una vez que se han establecido las
condiciones iniciales y de contorno; y (ii) el colapso no unitario y aleatorio
de la función de onda, después de realizar una medida, en uno de los posibles
resultados de dicha medida, con una probabilidad dada por el cuadrado del valor
absoluto de la amplitud del posible resultado antes de la medida. ¿Cómo puede
el colapso discontinuo y probabilista de la función de onda surgir a partir de
la interacción (medida) entre dos partes de la misma realidad física? Este es
el problema o paradoja de la medida en MC. El colapso de la función de onda es
esencialmente impredecible y no computable. Recuerda en ello la naturaleza no
computable de la conciencia (Penrose 1994). De ahí que, para Penrose, aquellos
sistemas capaces de multiplicar el colapso resulten buenos candidatos para las
bases físicas de la conciencia.
Esta
descripción implica aún algo de mayor alcance para la neurociencia de la
voluntad consciente y libre. Las medidas concretas que se realizan en los
experimentos no resultan determinadas por la propia MC y son tratadas en la
práctica como variables libres, a determinar por el observador. Los números que
aparecen en la física clásica representan las propiedades internas de un
sistema físico, sin referencia a nada externo a él; mientras que la acción que
reemplaza la función de tales números en MC representa una medida específica
realizada sobre el sistema físico por un observador externo a este. Es decir,
la generalización cuántica de las leyes de la mecánica clásica no puede generar
por sí misma una teoría dinámica física completamente determinista. Hay un
“gap” causal. Si bien la ecuación de Schrödinger encaja perfectamente en un
relato clásico puramente objetivo, la ocurrencia de los eventos reales requiere
un proceso no computable e indeterminista que es llevado a cabo por un aparato
de medida: un observador. La interpretación estándar de la MC combina
irremediablemente las dimensiones objetivas y subjetivas de la realidad.
A lo largo
de la historia de la MC han llegado a aparecer perspectivas aún más radicales
dentro de este marco interpretativo. London y Bauer (London y Bauer 1939)
propusieron que la conciencia humana es en realidad la que determina cualquier
medición, atribuyendo a la “acción creativa de la conciencia” el rol crucial en
la comprensión de la MC. Wigner (Wigner 1967) continuó con dicha hipótesis.
Pero, algunos años antes, von Neumann (Von Neumann 1955) logró mostrar que la
frontera que separa el instrumento de medida y el sistema observado puede
desplazarse arbitrariamente y, en última instancia, el observador se convierte
en el “ego abstracto” (según la terminología de von Neumann) de la observación
(Manousakis 2006; Atmanspacher 2011). Von Neumann deja claro que su propósito
es unir los aspectos perceptuales subjetivos y los aspectos físicos objetivos
de la naturaleza. De hecho, su teoría resulta esencialmente una teoría de la
interacción de realidades subjetivas con un universo físico objetivo en
evolución (Stapp 2001).
En
resumen, se considera que el colapso de la función de onda es acompañado de la
experiencia asociada con la medida elegida en el flujo de la conciencia del
observador. De este modo, el agente adquiere conocimiento (Stapp 2005). La MC
incluye la descripción de algunos efectos que no pueden adscribirse únicamente
a un origen físico, sino que incluyen también nuestra actividad mental. Se
establece en ella un profundo vínculo entre las entidades conceptuales y las
entidades físicas (Bohm 1990), resultando a la vez una descripción de la
realidad física y una teoría acerca del conocimiento humano, como ya subrayó
Heisenberg (Stapp 2008). La interpretación ortodoxa de la MC es esencialmente
subjetiva y epistémica, puesto que la realidad fundamental de la teoría es
nuestro conocimiento (Stapp 2001). En esta situación, es necesario indagar si
la MC en su forma actual presenta predicciones inequívocas sobre las
manifestaciones de las realidades mentales en el cerebro, o bien es en sí misma
una teoría aún incompleta acerca de la realidad física que podría explicar la
conciencia cuando llegue a completarse. Llamaremos a esta última posibilidad
“conciencia cuántica abajo-arriba” y a la primera “conciencia cuántica
arriba-abajo”, a la hora de clasificar los modelos actuales que recurren a la
MC para tratar el problema mente-cerebro en el marco de la neurociencia.
3 Teorías
actuales que involucran a la mecánica cuántica en la comprensión de la mente ↑
Existen en
la literatura científica diversos estudios que resumen los modelos que aplican
la MC al problema de la conciencia (Tuszynski 2006; Vannini 2008; C. U. M.
Smith 2009; Atmanspacher 2011), pero no suelen considerar si implican una
causalidad de “abajo-arriba” o de “arriba-abajo”. Aquí presentaremos los
modelos más relevantes atendiendo a dicho criterio. No obstante, antes de
presentar los principales candidatos, resulta obligado dedicar algún espacio a
una corriente de investigación que emplea el formalismo matemático de la MC
para describir fenómenos de la conciencia y del comportamiento humanos. Se
trata de enfoques generales que abordan fenómenos puramente mentales usando
características formales de la MC, como pueden ser operaciones no conmutativas
o lógicas no booleanas, pero sin aplicar en su totalidad el marco de referencia
cuántico: se declaran “agnósticos” respecto de la existencia en el cerebro de
una actividad física cuántica relevante. Algunos de los grupos más importantes
se enumeran en (Atmanspacher 2011); véanse, e.g., (Conte 2008; Conte et al.
2009; Pothos y Busemeyer 2012).
Sin lugar
a dudas, el formalismo de la MC tiene el potencial necesario para ajustar las
desviaciones de las leyes de la probabilidad clásica que aparecen en
determinadas actividades mentales. Pero este modo de proceder ha sido criticado
por resultar ambiguo. Es posible que modelos de probabilidad clásica, con
hipótesis diferentes, lleguen a ajustar con similar precisión los resultados
experimentales (Thomsen 2008). La aplicación directa del formalismo de la MC a
los estados mentales permite un ajuste estadístico especialmente válido de
muchos datos empíricos, pero no acaba de decirnos nada acerca de la realidad
subyacente, responsable de dichos fenómenos mentales (Atmanspacher 2011). No
obstante, tal formalismo podría ofrecer resultados inequívocos sobre la
relevancia de la MC para el problema neurocientífico de las relaciones
mente-cerebro, en la medida en que pueda mostrar la incapacidad de los modelos
clásicos a la hora de explicar los resultados disponibles.
3.1 Teorías abajo-arriba de la conciencia cuántica ↑
3.1.1 La reducción objetiva y
orquestada de Hameroff y Penrose ↑
Probablemente,
la teoría abajo-arriba de la conciencia cuántica más conocida es la hipótesis
de Penrose y Hameroff de que las tubulinas de los microtúbulos —polímeros de
proteínas con forma de filamento presentes en el citoesqueleto de las neuronas—
llevan a cabo computaciones cuánticas (Hameroff y Penrose 1996; 2014; Hameroff
2007; Penrose y Hameroff 2011). El motivo aducido por Penrose para recurrir a
la MC no es que su intrínseca aleatoriedad dé espacio para que la causación
mental sea eficaz. Su punto de partida conceptual es que la emergencia de un
acto consciente es un proceso que no puede ser descrito de manera algorítmica.
Hameroff, por su parte, comprendió que las ideas de Penrose sobre la no
computabilidad de la conciencia podían complementar su propio trabajo acerca de
los microtúbulos, en los que las tubulinas encarnarían neurofisiológicamente el
marco conceptual de Penrose. Los estados de las tubulinas parecen depender de
eventos cuánticos, de modo que la coherencia cuántica entre diferentes
tubulinas es posible (Abbott et al. 2008; C. U. M. Smith 2009; Atmanspacher
2011).
Cada
tubulina puede estar en dos configuraciones superpuestas, correspondiendo una
geometría específica del espacio-tiempo a cada configuración. Cuando la
separación entre las energías de estas dos configuraciones alcanza un umbral
crítico, en el régimen de una gravedad cuántica, la reducción objetiva (OR) de
la función de onda a una de los dos configuraciones debe ocurrir (Hameroff y
Penrose 1996). La superposición coherente, anterior a la OR, de los estados de
las tubulinas se considera un proceso pre-consciente, mientras que cada OR
instantánea y no computable se considera un evento de proto-conciencia. La
conciencia aumenta significativamente solo cuando las conformaciones
alternativas son parte de una estructura altamente organizada, de modo que las
manifestaciones de la OR ocurren de una manera “orquestada” (OOR). La teoría
OOR propone que los estados cuánticos pueden extenderse mediante efecto túnel,
llevando al entrelazamiento con las neuronas adyacentes mediante las “uniones
gap” (gap junctions) y la participación de las proteínas asociadas a los
microtúbulos (C. U. M. Smith 2009).
Hay que
decir que la teoría OOR ha recibido bastantes críticas, véanse, e.g., (Koch y
Hepp, 2006; C. U. M. Smith 2009). Podemos añadir aquí además que resulta poco
claro en qué sentido la OOR no es efectivamente aleatoria y cómo y por qué la
reducción objetiva de la función de onda resulta orquestada. Obviamente, se
requeriría una teoría de la gravedad cuántica totalmente desarrollada para
entender en último término la medición en MC. Hameroff y Penrose han intentado
responder detalladamente a las críticas (Penrose y Hameroff 2011). Sin embargo,
merece la pena notar aquí una cuestión presentada por Smith: ¿Por qué la OOR
habría de asociarse con un momento de conciencia? No parece haber ninguna
respuesta obvia. Smith considera que Hameroff y Penrose corren el riesgo de
caer en la vieja falacia post hoc ergo propter hoc (C. U. M.
Smith 2009). No obstante, tal falacia no parece amenazar una situación en la
que nos hallamos frente a solo dos posibilidades fundamentales para la
naturaleza: o bien clásica y determinista o bien cuántica e indeterminista. La
correlación entre conciencia, no computabilidad y MC da una pista a Penrose y
Hameroff sobre dónde buscar para encontrar una solución.
La
conexión propuesta entre conciencia y reducción de la función de onda en la
teoría OOR es prácticamente opuesta a la idea inicial desarrollada en los
primeros momentos de la MC: que una medición es algo que ocurre únicamente como
resultado de la intervención consciente de un observador (Penrose y Hameroff
2011). Ahora, por el contrario, la auto-organización de la información en MC
sería capaz de generar autoconciencia. Por ello, según la teoría OOR, la
autoconciencia no sería un fenómeno exclusivamente humano, sino que se daría en
cada partícula del universo (Pregnolato 2010). De este modo, Hameroff y Penrose
llevan hasta el límite la correlación entre la conciencia y la reducción de la
función de onda, dando la vuelta a la estipulación de von Neumann. En este
sentido, Hameroff y Penrose simplemente asumen que la
conciencia emerge a través de la OOR en la transición de una función de onda
coherente a una reducida. Describen un posible nuevo proceso físico implicado
en la emergencia de la conciencia —quizás como sustrato de ella— sin explicar
su especificidad (Searle 1997). Su perspectiva es “abajo–arriba” porque la
conciencia emergería en la naturaleza de un modo aún no comprendido.
3.1.2 El cerebro
cíclicamente coherente de Kauffman ↑
En sus
últimos años de investigación, el biólogo teórico Stuart Kauffman ha abrazado
la hipótesis de la mente cuántica de un modo ligeramente distinto al de
Hameroff y Penrose, a quienes reconoce el mérito de dar legitimidad al problema
físico de la conciencia en la discusión científica de más alto nivel. Según
Kauffman, la aparición de la conciencia en un cerebro computacional clásico no
es posible. La mente tendría que ver más bien con un sistema cerebral
cíclicamente coherente, que recupera la coherencia después de haberla perdido.
La esencia de la hipótesis de Kauffman es la reversibilidad cuántica de algunos
procesos cerebrales. El cerebro estaría llevando a cabo dichas transformaciones
todo el tiempo (Kauffman 2009). Al ser sistemas termodinámicos abiertos en los
que tanto la energía como la información pueden fluir, las células podrían
haber evolucionado hasta tener la capacidad de mantener un comportamiento casi
totalmente coherente. Kauffman imagina la formación y reformación de redes de
transporte electrónico coherente, totalmente percoladas, dentro de la célula,
gracias a los cambios de las moléculas de agua ordenadas que conectan las
proteínas. Tales redes percoladas podrían en última instancia alcanzar la
escala temporal de los milisegundos, típica de los eventos de conciencia
(Kauffman 2008).
Kauffman
considera su modelo como una variante de la teoría de la identidad
mente-cerebro, debido a lo que denomina “influencia mental acausal”. Según esta
interpretación, la mente tendría manifestaciones en la naturaleza sin tener que
actuar mediante una causa eficiente física en el cerebro. Una teoría de la
conciencia parcialmente cuántica, unida a la tesis de la identidad
mente-cerebro, permitiría que las experiencias mentales tuvieran consecuencias
en los acontecimientos reales del mundo físico sin tener que recurrir a causas
mentales de los eventos. La mente actuaría acausalmente en el
mundo material a través de la decoherencia cuántica, y sobre ella misma
mediante el comportamiento dinámico de recoherencia del sistema único
mente-cerebro (Kauffman 2008; 2009). Por otra parte, Kauffman admite que,
incluso si su hipótesis fuera correcta, el problema del código neural y el de
la unificación de la experiencia sensorial (binding problem)
persistirían. Pero, aún más significativamente, reconoce que su modelo no
ofrece ningún progreso en absoluto sobre la cuestión fundamental de los qualia,
pues no sabemos qué significa entender la conciencia (desde el punto de vista
de la teoría de la identidad mente-cerebro). Su teoría tampoco daría respuesta
al hard problem (Kauffman 2008).
3.1.3 El cerebro
cuántico disipativo de Vitiello ↑
Una
aproximación diferente al cerebro cuántico dio comienzo en los años sesenta del
siglo XX, gracias a Umezawa y sus colaboradores, dentro del marco de la teoría
cuántica de campos (TCC). En estos modelos, el cerebro se considera como un
sistema de muchas partículas continuamente sometido a transiciones de fase que
solo la TCC puede explicar. En los años noventa, Vitiello y sus colaboradores
desarrollaron una formulación disipativa de TCC de la dinámica cerebral
(Vitiello 1995; 2004; 2009; Globus 2009; Pregnolato 2010). Los estados de
memoria se conciben como estados de vacío de campos cuánticos (Atmanspacher
2011), identificados como los modos vibracionales del dipolo eléctrico de las
moléculas de agua. Dichos campos afectan al sistema neuronal desarrollando
correlaciones y un tipo de orden que puede extenderse a niveles macroscópicos
(Vannini 2008). En este sentido, estaríamos enfrentándonos a procesos cuánticos
macroscópicos caracterizados por una dinámica coherente (W. J. Freeman et al.
2012), aunque las neuronas y el glía pueden considerarse objetos clásicos.
Habría
lugar entonces para transiciones de fase entre estados de vacío no equivalentes
—sin posibilidad de una transformación unitaria entre ellos— gracias a la
interacción con el entorno. Así, dos modos duales de grados de libertad
resultan implicados, los del cerebro y los del entorno. Cuando están ajustados,
las dos dualidades que representan se convierten en una unidad real. La unidad
de la conciencia fenoménica sería “entre-dos”. Vitiello localiza la conciencia
en el estado de vacío porque la conciencia se daría entre el sistema y su
entorno; es su “pertenecerse juntos”. Literalmente, la conciencia sería una
“creación de los entre-dos” (Vitiello 2004; Globus 2009). Desde la perspectiva
fisiológica, la activación de un conjunto neuronal —iniciado por estímulos
externos— es necesaria para hacer continuamente accesible el contenido
codificado de la memoria (Atmanspacher 2011). De esta manera, el proceso de
recordar implica la excitación de cuantos de onda dipolares de naturaleza
similar a los que producen el grabado de la memoria. Cuando estos resultan
excitados, el cerebro sentiría “conscientemente” el patrón ordenado del estado
fundamental (Vitiello 1995). La dinámica de poblaciones en cada córtex
sensorial organiza los fragmentos microscópicos para que puedan dar lugar a
conocimiento con sentido —experimentado subjetivamente como pensamientos y
percepciones—, creando campos vectoriales macroscópicos de actividad que
organizan cientos de millones de neuronas y billones de sinapsis (W. J. Freeman
et al. 2012).
Desde un
punto de vista filosófico, según Vitiello, no habría conflicto entre la
subjetividad de la experiencia consciente de primera persona y la objetividad
del mundo externo. La segunda es la condición necesaria para ese proceso
disipativo de apertura a partir del que tanto la conciencia como el flujo
unidireccional del tiempo llegan a existir. Por tanto, no tendría sentido
referirse al “sujeto” como algo prexistente a la relación con el entorno. El
sujeto sería la acción, el juego evolutivo, que nunca se repite entre-deux.
Este sería el significado del entrelazamiento cuántico entre el cerebro y el
entorno (Vitiello 2004). Vitiello concluye que la conciencia deriva de la
constante interacción del cerebro con su doble, que es el entorno (Vannini
2008). De ahí que la propiedad que distinguiría más claramente la inteligencia
biológica de la inteligencia artificial contemporánea sea la rica
contextualización de la información que realizan los cerebros al construir el
conocimiento y el significado (Vitiello 2009; W. J. Freeman et al. 2012).
En el
cerebro cuántico disipativo de Vitiello, la MC puede ayudarnos a entender la
integración funcional de largo alcance que tiene lugar en el cerebro. Las características
cuánticas macroscópicas surgen, en el límite clásico, del tratamiento de TCC
del cerebro. Más aún, Vitiello tiene en cuanta las profundas consecuencias de
su modelo, entrando en la discusión filosófica. En particular, un tema
especialmente sugerente es su visión acerca del rol jugado por la objetividad
del entorno para la aparición de la conciencia, que no debería considerarse
nunca de modo aislado. No obstante, la conciencia emerge como
una manifestación de la dinámica cuántica disipativa del cerebro (Vitiello
1995). Esta es la razón por la que la conciencia no es primaria, sino derivada
de las interacciones físicas. También resulta controvertida una distinción no
consistente entre estados metales y materiales, que implica la reducción de la actividad
mental a la cerebral como una hipótesis subyacente (Atmanspacher 2011). Para
Vitiello, la continua reorganización y restructuración de los espacios de
atractores —debido a la introducción de nuevos estados de vacío mediante
estímulos sucesivos— constituye el proceso de contextualización a través del
que, por diferenciación con otras estructuras prexistentes de atractores, un
“significado” es atribuido a un estímulo específico (Vitiello 2009).
3.2 Teorías arriba-abajo de la conciencia cuántica ↑
3.2.1 El disparo
cuántico de Beck y Eccles en las uniones sinápticas ↑
Como
decíamos anteriormente, los modelos arriba-abajo de la conciencia cuántica
consideran que la mente es una realidad primaria, con manifestaciones en el
mundo físico descritas por la MC. La hipótesis probablemente más específica
sobre cómo la MC juega un papel relevante en los procesos cerebrales
relacionados con la conciencia la debemos a Beck y Eccles (Beck y Eccles 1992).
Esta teoría hace referencia a mecanismos particulares de transferencia de
información en las uniones sinápticas, donde algunos procesos cuánticos podrían
ser determinantes para la exocitosis y los estados de conciencia. Las sinapsis
tienen poco que ver con los sencillos interruptores on/off de los dispositivos
computacionales y, con independencia de cuáles sean los correlatos neurales de
la conciencia, la neurociencia asegura que los lugares más fácilmente afectados
por ella son las uniones sinápticas entre neuronas (C. U. M. Smith 2009;
Atmanspacher 2011). La propuesta de Beck y Eccles ha sido también enriquecida
con nuevas hipótesis sobre los mecanismos cuánticos que disparan la exocitosis
(Vannini 2008).
De acuerdo
con la teoría de Beck y Eccles, la preparación para la exocitosis conlleva
colocar la red vesicular presináptica en un estado metaestable a partir del que
la primera pueda tener lugar. El mecanismo de disparo se modela entonces
mediante el efecto túnel cuántico de una cuasipartícula con un grado de
libertad, que debe superar la barrera de activación. Así, el modelo introduce
en la actividad del neocórtex una selección indeterminista de eventos
controlada por la amplitud de probabilidad cuántica. Las intenciones mentales y
voliciones resultarían neuralmente efectivas al aumentarse momentáneamente la
probabilidad de emisión vesicular en los miles de sinapsis de cada célula
piramidal. Después, el acoplo coherente de un gran número de amplitudes
individuales de miles de botones dendríticos conduciría a la enorme variedad de
modos y posibilidades de la actividad cerebral (Beck y Eccles 1992).
Para Beck
y Eccles, los “psicones” serían unidades de conciencia que se conectan entre sí
para producir una experiencia unitaria, siendo la mente un campo cuántico
inmaterial de probabilidad (Hiley y ylkkänen 2005; Conte 2008; Vannini 2008;
Conte et al. 2009). Sin embargo, aunque los efectos cuánticos del tipo sugerido
por la teoría podrían estar aquí presentes, parece improbable para la mayoría
de los neurocientíficos que pudieran influenciar decisivamente la apertura de
los poros de fusión y la secreción consiguiente de neurotransmisores por los
terminales sinápticos. Además, queda pendiente el problema de cómo procesos en
sinapsis individuales podrían llegar a correlacionarse con actividades mentales
que, por lo que sabemos, tienen como sustrato grandes conjuntos de neuronas.
Todo esto ha llevado a criticar la teoría de Beck y Eccles como si fuera una versión
actualizada de la neuropsicología pineal cartesiana (C. U. M. Smith 2001).
3.2.2 El efecto
Zenón cuántico de Stapp ↑
Mientras
que la mayoría de los expertos afirma que no tenemos actualmente ninguna teoría
científica adecuada para explicar el origen de la conciencia, Stapp afirma
justamente lo contrario (Stapp 1996; 2001; 2005; 2007; 2008; 2009; Schwartz et
al. 2005). No sugiere modificación alguna a la MC, sino que añade importantes
extensiones interpretativas respecto del marco ontológico (Atmanspacher 2011).
Para Stapp, todo son ventajas al aceptar el marco cuántico. La psicología y la
psiquiatría ganan la posibilidad de reconciliarse con la neurociencia en lo que
se refiere a la capacidad mental de guiar las acciones; la psico-física
adquiere un modelo dinámico para la interacción de la mente y el cerebro; y la
filosofía de la mente queda liberada del dilema de tener que elegir entre una
teoría de la identidad y la emergencia de una mente sin potencia causal (Stapp
2001).
Dentro del
marco conceptual de von Neumann, la intervención del observador en la dinámica
del cerebro y su acuerdo con la intención consciente de la persona podrían
explicarse mediante el efecto Zenón cuántico (EZC): cuando una secuencia de
acciones de medida muy similares (las elecciones de medida conscientes del
agente) se da con una sucesión suficientemente rápida, el estado físico
correspondiente habrá de coincidir forzosamente con la secuencia de estados
especificados por los resultados de las mediciones (Stapp 2007; 2008; 2009). El
EZC simplemente mantiene el estado cerebral en el subespacio de posibilidades
en que se concentra la atención al llevar a cabo el plan de acción especificado
por las preguntas y medidas elegidas (Stapp 2001). Gracias al EZC, emerge una
“plantilla para la acción” como un patrón de actividad física cerebral que, al
mantenerse constante durante un tiempo suficientemente largo, provocará que la
acción especificada se ejecute.
Al
considerar seriamente la MC desde el punto de vista de la interpretación
estándar, el modelo de Stapp subraya la necesidad de invocar el relato de
primera persona siempre que se lleva a cabo una medición. La aleatoriedad de la
MC se elude en el cerebro y en las acciones humanas gracias a un proceso de
aprendizaje basado en el EZC. Desde una perspectiva física, sin embargo, es muy
controvertida la hipótesis de la sincronización de nuestros esfuerzos de
atención consciente con los pequeños tiempos de decoherencia que se esperarían
para el cerebro (véase la discusión de la sección 4). Por otra parte, la
cuestión del aprendizaje debería abordarse con modelos más realistas. En
particular, permanecen por resolver los criterios acerca de qué respuestas
deberían considerarse inicialmente como esperadas y de qué manera y por qué el
agente habría de cambiar las preguntas y medidas libremente elegidas.
3.2.3 El carácter
primario de la conciencia según Manousakis ↑
En acuerdo inicial con la perspectiva
de Stapp, el trabajo de Manousakis sobre el problema mente-cerebro conlleva una
reinterpretación aún más profunda de la teoría cuántica de la medida de von
Neumann, enraizada en ideas filosóficas más generales (Manousakis 2006; 2009).
Según la ontología que postula, la conciencia no es solo un ingrediente
esencial para la MC, sino que la misma MC está fundamentada dentro un marco
ontológico que otorga carácter primario a la conciencia. Las actividades de
nuestro cerebro y nuestro cuerpo serían consecuencias emergentes de eventos
conscientes. La conciencia sería la instancia última que simplemente elige las
preguntas relevantes que hay que hacer. Mediante dichas elecciones, el universo
evoluciona en la dirección preparada por la secuencia de eventos conscientes;
un proceso que requiere la división del universo en una parte observada y en
una parte o instrumento “observante” (Manousakis 2006).
El carácter ontológico primario de la
conciencia que propugna Manousakis es una aproximación radical. Si bien podría
inicialmente resolver cuestiones como el binding problem (Manousakis
2006), otorga gran protagonismo a la experiencia consciente, adhiriéndose a la
MC como la teoría natural para describir lo observable en la conciencia. En
cierto sentido —similar al caso de Stapp— el modelo de Manousakis resulta el
paralelo cuántico del modelo de cerebro bayesiano que defiende la neurociencia
cognitiva. Este último aboga por una cascada de procesos arriba-abajo, que dan
lugar a estados de un nivel inferior a partir de causas superiores y la gran
variedad de ideas innatas o aprendidas (hyperpriors) que se refieren a
la naturaleza general del mundo (Clark 2013). Pero tratar la realidad no
consciente como una mera potencialidad de la conciencia puede significar pagar
un alto precio respecto de la ontología de la función de onda y el estado
cuántico del sistema, pues estados distintos deben corresponder con distintos
estados físicos de la realidad (Pusey et al. 2012). De hecho, como muestra la
neurociencia, hay determinados eventos físicos que se imponen a la conciencia.
4 Principales
críticas a la relevancia de la mecánica cuántica para la neurociencia ↑
Las críticas principales sobre la
importancia de la MC para la neurociencia, en general, y una ciencia de la
conciencia, en particular, provienen del campo experimental. La afirmación
básica es que ningún experimento ha demostrado hasta ahora signos inequívocos
de manifestaciones cuánticas en el cerebro. El argumento clásico de los
defensores de la MC es que los modelos cuánticos ajustan mejor los resultados
experimentales que los modelos clásicos ad hoc. Por ejemplo, parece
hacer pruebas de la necesidad de tener en cuenta efectos cuánticos en la
descripción de la permeabilidad de los iones entre las membranas. Los efectos
de entrelazamiento en un único canal iónico podrían llevar a diferentes índices
de transferencia iónica a través del canal y a desviaciones respecto de las
predicciones clásicas. Si bien la decoherencia actúa, el promedio termodinámico
sobre todas las posibilidades cuánticas no converge necesariamente al promedio
clásico, de modo que el entrelazamiento cuántico podría ser responsable de
efectos observables en la forma de los potenciales de acción neuronales
(Naundorf et al. 2006). No obstante, el modelo propuesto en este caso emplea
muy pocos grados de libertad, resultando demasiado sencillo por el momento.
Hay algunos resultados prometedores,
aún no bien establecidos, relativos a efectos cuánticos en los microtúbulos
(como sugieren Hameroff y Penrose). Por una parte, la base bioquímica de la
depresión podría estar correlacionada con un nanocableado cuántico del
citoesqueleto (Pregnolato 2010); por otra, la conductividad eléctrica en los
microtúbulos formados a partir de tubulinas de cerebro porcino parece mostrar
comportamientos balísticos a lo largo de diferentes itinerarios helicoidales
discretos (Sahu et al. 2013). En el caso de confirmarse, tales hallazgos
señalarían la realizabilidad biológica de la OOR (Penrose y Hameroff 2011).
Igualmente, las largas distancias a través de las que se observan oscilaciones
coherentes de las magnitudes físicas implicadas en el cerebro resultarían
explicadas por el largo alcance de la correlación, que se extendería a todo el
volumen del sistema como consecuencia de la ruptura espontánea de la simetría
en el cerebro cuántico disipativo de Vitiello (W. J. Freeman et al. 2011).
Uno de los campos más activos en la
investigación experimental de efectos cuánticos es el de la rivalidad
binocular. Este bien conocido fenómeno de la percepción visual resulta ser una
poderosa herramienta para estudiar los correlatos neurales de la experiencia
visual consciente, ya que las señales de entrada permanecen constantes mientras
que el “percepto” va oscilando entre representaciones alternativas (Conte 2008;
Conte et al. 2009; Clark 2013). Conte afirma que los resultados obtenidos tras
una larga experimentación confirman que los estados mentales siguen un patrón
cuántico durante la percepción y cognición de figuras ambiguas y también en
situaciones de conflicto semántico. Se dan en estos experimentos, que no tratan
directamente con los procesos físicos, violaciones de la fórmula clásica de
Bayes para la probabilidad total, la aparición de la falacia de la combinación
y, por consiguiente, la necesidad de tener en cuenta interferencias cuánticas.
Según el grupo de Conte, en vez de operar con probabilidades para distintas
alternativas, el cerebro trabajaría directamente con funciones de onda
mentales. Aunque la MC no es la única teoría para explicar la complejidad
cerebral, cualquier enfoque reduccionista que la ignore quedaría excluido por
estos resultados (Conte 2008; Conte et al. 2009).
El marco de referencia de Manousakis
para integrar la experiencia subjetiva y los resultados objetivos puede
emplearse también a la hora de describir la distribución de probabilidad del
período de duración de un percepto a partir del testimonio de sujetos sometidos
al fenómeno de la rivalidad binocular. Mediante el formalismo de un sistema
simple de dos estados, dicho modelo explica la observación de un marcado
aumento en la duración de un percepto en el régimen de interrupciones
periódicas del estímulo, ofreciendo predicciones acerca de la distribución de
la alteración perceptual a lo largo del tiempo. Todo ello deriva de que el
modelo de Manousakis coloca la atención consciente en un lugar más alto —en la
jerarquía de la conciencia— que los dos correlatos neurales estimulados en el
cerebro. De manera similar, instruir al observador para que preste atención a
un estado perceptual concreto influencia y modula la frecuencia de las
mediciones; así, cuando el estímulo en un ojo se refuerza, la duración media
del percepto en el otro ojo disminuye. El modelo presenta algunas diferencias
respecto de un trabajo similar de Atmanspacher, con más éxito en la
reproducción de algunos aspectos experimentales (Manousakis 2009; Pothos y
Busemeyer 2012).
A pesar de todo, incluso Manousakis
admite que los modelos cuánticos para la rivalidad binocular son como mucho
complementarios a los modelos neurocientíficos clásicos (Manousakis 2009). Por
el momento, ningún experimento es capaz de validar una predicción específica de
la MC para el cerebro, pues el acuerdo entre la evolución temporal de los
estados conscientes durante la rivalidad binocular y las predicciones del
formalismo cuántico no requiere necesariamente la presencia inmediata de
efectos cuánticos. Los análisis recursivos en el modelo de Ouroboros pueden dar
lugar a los mismos resultados, a partir de características macroscópicas
clásicas de las neuronas y sus conexiones. Los sistemas macroscópicos clásicos
pueden encarnar algoritmos que imitan algunos efectos cuánticos y, por tanto,
pueden describirse hasta cierto punto mediante dichos algoritmos (Thomsen
2008). En general, la comprensión científica actual de los diversos aspectos de
la percepción y la acción funciona en términos de procesamiento neuronal
convencional, porque los procesos de disparo y los procesos sinápticos deberían
destruir la coherencia cuántica (Koch y Hepp 2006).
A comienzos del siglo XXI, Max
Tegmark llevó a cabo estimaciones teóricas de los tiempos de decoherencia en el
cerebro que se situaban entre 10-20 y 10-13 s.
Concluyó que, incluso si existiera un proceso físico desconocido en un
subsistema del cerebro con un tiempo de decoherencia mucho mayor, tan pronto
como dicho subsistema cuántico interaccionara con las neuronas para dar lugar a
una experiencia consciente perdería la coherencia. Por tanto, la conciencia no
podría en sí misma ser de naturaleza cuántica (Tegmark 2000). Las estimaciones
de Tegmark han sido criticadas a lo largo de la última década por varias
razones: no incluyen una dependencia correcta de los tiempos de decoherencia
con la temperatura (Hagan et al. 2002; Salari et al. 2011); emplean una
distancia de separación errónea para los posibles estados de las tubulinas,
subestimando los tiempos de decoherencia en siete órdenes de magnitud (Hagan et
al. 2002; Penrose and Hameroff 2011); no tienen en cuenta posibles mecanismos
de recoherencia (Hartmann et al. 2006; Li and Paraoanu 2009) y efectos
topológicos cuánticos (Penrose y Hameroff 2011); desprecian la permitividad
dieléctrica, las capas de Debye y la ordenación del agua en torno a haces de
microtúbulos gracias a la gelificación de la actina, que puede incrementar los
tiempos de decoherencia hasta 10-2 o 10-1 s.
(Hagan et al. 2002; Abbott et al. 2008). Algunos autores han señalado también
que, de acuerdo con las estimaciones de Tegmark para los tiempos de
decoherencia, no sería posible la formación de ciertos cristales, lo que
contradice la experiencia común. Todas estas inconsistencias podrían estar
indicando no la transición al régimen clásico, sino a un régimen de TCC
(Alfinito et al. 2001) y al modelo del cerebro cuántico disipativo de Vitiello,
a causa del límite de aplicabilidad de la MC en favor de la TCC.
Críticas más específicas acerca de la
realizabilidad de la OOR de Hameroff y Penrose en el cerebro provienen del
grupo de Reimers y McKemmish: ninguna fuente mecánica de energía bastaría para
la producción de un condensado fuertemente coherente de Fröhlich —como
requeriría la OOR— en un medio biológico (Reimers et al. 2009; McKemmish et al.
2009). Pero esta cuestión resulta discutida (Salari et al. 2011). Las fuerzas
de London entre los estados dipolares de las nubes electrónicas en las
tubulinas podrían resultar suficientes para la superposición cuántica, sin
necesidad de recurrir a la hidrólisis del GTP o
a cambios conformacionales significativos (Penrose and Hameroff 2011). Penrose
y Hameroff también han respondido a críticas concretas de Grush y Churchland
(Grush and Churchland 1995), del grupo de Tuszyński (Tuszyński et al. 1998) y
de Koch y Hepp (Koch y Hepp 2006), cuya crítica de la interpretación cuántica
de la percepción biestable se aplicaría en sentido estricto solo a los
seguidores de la interpretación estándar de la MC, mas no al modelo OOR
(Penrose y Hameroff 2011).
Las hipótesis que involucran la MC en
el cerebro son igualmente criticadas a causa de la falta de correlación con la
diversa arquitectura regional y funcional de este. Los mecanismos mediante los
que los fenómenos cuánticos interactúan con regiones cerebrales específicas
para dar lugar al conocimiento, la libertad y la conciencia no habrían sido
definidos de modo preciso y, por consiguiente, serían difíciles de comprobar
experimentalmente (Kuljiš 2010). La cuestión apremiante es de qué manera las
propiedades inicialmente cuánticas se extienden al dominio funcional de los
sistemas clásicos emergentes (Salari et al. 2011). Por este motivo, la
perspectiva de los opositores a la MC en el cerebro puede resumirse en que la
MC no proporcionaría novedad alguna en los mecanismos que estudia la física
biológica, ni tampoco para la resolución del hard problem. Los resultados
inicialmente prometedores que citan los defensores de la MC en el cerebro
podrían entenderse perfectamente desde el punto de vista de la física clásica
estándar (Abbott et al. 2008).
Ahora bien, hay que decir también que
algunas observaciones empíricas recientes han comenzado a dar mayor apoyo a la
relevancia de la MC en los sistemas biológicos. Las dificultades iniciales a la
hora de considerar la MC en el cerebro —la presencia de una temperatura
demasiado elevada, el tamaño de las biomoléculas y un entorno con mucho ruido—
parecen eclipsarse frente a efectos cuánticos que ocurren a temperatura
ambiente —e incluso a temperaturas más altas en materiales inertes (Ghosh et
al. 2003)— y ante la observación de efectos cuánticos macroscópicos (Kuljiš 2010;
Salari et al. 2011). Los investigadores están empezando a entender qué tan
general y robusto es el fenómeno del entrelazamiento cuántico: puede
encontrarse en sistemas macroscópicos, persistir en el límite termodinámico
para temperaturas arbitrariamente altas y resultar crucial para explicar el
comportamiento de grandes sistemas (Vedral 2008). Bajo determinadas
circunstancias, puede mantenerse para escalas de tiempo muy largas (Li and
Paraoanu 2009). Las críticas acerca de la relevancia de la MC en biología
parecen ser menos convincentes ante la evidencia de efectos cuánticos no
triviales en sistemas biológicos (Panitchayangkoon et al. 2010; Salari et al.
2011; Lambert et al. 2012); por ejemplo, la existencia de estados cuánticos
coherentes de larga duración en la fotosíntesis (Kauffman 2008), que permiten
una transferencia cuántica de energía para la recolección eficaz de luz en las
algas marinas criptofitas (Collini et al. 2010).
No tenemos aún una respuesta
definitiva a la cuestión de la relevancia empírica de la MC en el cerebro.
Incluso sus defensores resumen la situación diciendo que las pruebas
científicas para la mente cuántica son, por el momento, muy débiles: resultan
una hipótesis científica improbable, pero no pueden ser definitivamente
excluidas (Kauffman 2009). Hay una ausencia de pruebas experimentales y ninguna
de las teorías cuánticas que se han presentado para el cerebro parece gozar de
plausibilidad neurológica. Pero, al mismo tiempo, la ciencia anterior a la MC
no es adecuada para afrontar el problema mente-cerebro (C. U. M. Smith 2009).
Todas estas consideraciones conducen naturalmente a llevar a cabo una
profundización epistémica en el fenómeno de la decoherencia, el proceso físico
que, al parecer, permite la transición del régimen cuántico al régimen clásico.
5 El
problema de la decoherencia ↑
La decoherencia cuántica es
actualmente el modelo favorito para explicar la transición del mundo de
posibilidades cuánticas al mundo clásico de acontecimientos actualizados (Zurek
2002). La teoría de la decoherencia afirma que cuando un sistema cuántico
interactúa con un entorno suficientemente grande —que puede modelarse mediante
un conjunto enorme de osciladores cuánticos (Caldeira y Leggett 1983a; 1983b)—
la información sobre las fases relativas de los componentes del sistema queda
mezclada debido al entrelazamiento con el entorno. La coherencia cuántica no
puede entonces tener lugar en el sistema a causa de esta pérdida de
información, y el régimen clásico —un evento físico determinado— emerge de la
nube de posibilidades. La interacción del sistema cuántico con su entorno actúa
de alguna manera como un dispositivo clásico de medida según la interpretación
estándar de la MC. El sistema resulta “parcialmente medido” por su entorno, de
ahí el gradual encendido de la decoherencia que conduce al sistema a un estado
clásico, mezcla de probabilidades en lugar de amplitudes cuánticas superpuestas.
La existencia de la decoherencia está bien establecida experimentalmente y, de
hecho, resulta la dificultad mayor que es necesario superar para la
construcción de ordenadores cuánticos. Más aún, sería el factor principalmente
responsable de la falta de relevancia de la MC en la física del cerebro, que
actuaría siempre como un entorno de decoherencia para los subsistemas
involucrados en el fenómeno de la conciencia.
No obstante, el modo en que la
decoherencia ocurre realmente en los diferentes sistemas físicos y biológicos
se comprende solo hasta cierto punto. Se trata de una cuestión fronteriza de
nuestro conocimiento actual (Kauffman 2008). Por una parte, como ya se ha
dicho, la decoherencia no señala necesariamente la aparición del régimen
clásico; puede apuntar también la aparición del régimen de TCC. Se ha de
considerar con detenimiento la física del sistema en cuestión para poder
deducir correctamente qué implica la decoherencia en cada caso particular
(Alfinito et al. 2001). Por otra parte, como apunta Zeilinger, la decoherencia
consigue deshacerse de los términos de interferencia cuántica, pero no explica
cómo llega a producirse un evento concreto (Abbott et al. 2008). En otras
palabras, lo que percibimos es diferente dependiendo de la presencia o no de
decoherencia, pero esta solo destruye el entrelazamiento cuántico, no el
carácter estadístico de la teoría; la interpretación en términos de
probabilidades permanece (al menos en el nivel fundamental de descripción). Por
esta razón, algunos expertos argumentan que las indeterminaciones cuánticas no
pueden ser completamente eliminadas en todos los casos. Algunas de ellas pueden
amplificarse ocasionalmente hasta el nivel macroscópico (Stapp 2008; Sols
2013).
Roger Penrose, entre otros, ha
llevado a cabo una profunda discusión de los problemas que presenta la
comprensión de la decoherencia como una explicación completa de la transición
de la MC a la física clásica (Penrose 2004). Con independencia de su propia
posición respecto al papel de la MC en el problema mente-cerebro, Penrose
muestra que la decoherencia no proporciona una ontología consistente para la
realidad del mundo, resultando únicamente un procedimiento útil para cualquier
propósito práctico. La decoherencia depende de la representación que se elija
para el sistema, de modo que la matriz densidad reducida es finalmente diagonal
en una base determinada pero, a menos que resulte ser la unidad (lo que
significaría que no sabemos nada), será no diagonal en otra base. Más aún, no
aborda el problema de cómo se produciría el colapso de la función de onda en
sistemas aislados, ni la naturaleza del aislamiento para que el entorno pueda
ignorarse. Tampoco nos dice qué parte del sistema debe considerarse como
entorno, ni proporciona un límite para el tamaño del sistema que puede
permanecer sujeto a la coherencia cuántica (Penrose and Hameroff 2011). La
teoría de la decoherencia no resuelve ninguno de estos problemas, permaneciendo
la siguiente cuestión: ¿qué significado tiene el término “clásico” en el caso
de un sistema grande y complejo como el cerebro, que se convierte en una
entidad clásica mientras que sus componentes (átomos y moléculas) responden
todavía a la MC? (Salari et al. 2011).
Si bien los científicos no tienen por
qué avanzar más en esta dirección, pudiendo limitarse a las pruebas empíricas
disponibles, los filósofos de la ciencia y de la naturaleza podrían atisbar
algunas conclusiones relevantes. Incluso si es cierto que, hoy por hoy, no
poseemos evidencias concluyentes sobre la relevancia de la MC en el cerebro, la
simple referencia a la complejidad clásica como explicación futura de la
conciencia conduce a un callejón sin salida. Ya que la MC es la teoría física
básica a partir de la que el comportamiento clásico se recupera gracias a la decoherencia,
la decoherencia misma habría de entenderse en términos puramente cuánticos. Sin
embargo, para que el conjunto funcione adecuadamente, es necesario recurrir a
un tratamiento a priori diferente de las partes del sistema. Este último ha de
dividirse en un subsistema y en un baño térmico (una idealización matemática
del entorno) cuyos grados de libertad resultan promediados. Es necesario
recurrir a un tratamiento diferente, ad hoc, de una parte del
sistema físico. En este sentido, la decoherencia como explicación de la
emergencia del régimen clásico en el cerebro —y de una conciencia causada
finalmente por la complejidad— sería una teoría incompleta y dualista.
Según afirma Paul Davis, nos
enfrentamos con la realidad de que la MC es incompleta en la medida en que
ofrece una descripción probabilista del mundo y el resultado concreto de
cualquier observación depende claramente del observador (Abbott et al. 2008),
ya sea a través de él mismo o mediante un dispositivo de medida creado por él.
Obviamente, todo ello no significa que la realidad es una pura creación de la
conciencia, pero sí que la conciencia es necesaria para la percepción del más
pequeño elemento de realidad objetiva. Así las cosas, las posibilidades que
restan para la investigación en el problema mente-cerebro son: (1) o bien la
conciencia misma activa algún tipo de decoherencia, siendo una realidad no
derivada de la física, acorde con las teorías arriba-abajo de la conciencia
cuántica (subsección 3.2); (2) o bien la conciencia es el resultado de procesos
físicos más sutiles, aún no bien entendidos, en línea con los modelos
abajo-arriba de la conciencia cuántica (subsección 3.1). El progreso en la
neurociencia debería discriminar entre estas dos posibilidades, pero podemos
afirmar que la teoría física estándar excluye cualquier tipo de identidad entre
la mente y el cerebro funcionando en un régimen clásico.
6 Consideraciones filosóficas ↑
Puede darse una perspectiva
equivocada cuando las relaciones entre la neurociencia y la MC se examinan
solamente desde el punto de vista empírico. Mientras que tal actitud es
legítima desde una posición estrictamente científica —véase, e.g., (Koch y Hepp
2006; Thomsen 2008)—, resulta temerario considerar los modelos basados en la
interpretación estándar de la MC cargados de misticismo o pampsiquismo (Vannini
2008). Por el contrario, las perspectivas meramente instrumentales evitan
cuidadosamente la discusión de cómo la naturaleza fundamentalmente cuántica de
la realidad llega a hacerse clásica en las escalas físicas del cerebro
supuestamente relevantes para la conciencia. La cuestión es insoslayable si
todos los organismos biológicos deben obedecer las leyes de la física (Koch y
Hepp 2006). Por ello, las reflexiones interdisciplinares en el campo de la
filosofía de la ciencia y de la naturaleza pueden ayudar a entender mejor los
límites de las teorías científicas y a localizar aquellos enigmas a los que merece
la pena dirigir las energías.
Algunos intentos de separar el
problema de la conciencia de la MC se basan en el bien conocido hecho de la
existencia de patrones de interferencia en los grados de libertad relevantes
del sistema dependiendo de si la información sobre las trayectorias seguidas
está disponible o no, con independencia de su registro en la conciencia de un
observador humano. Por este motivo, la conciencia no jugaría un papel esencial
en el proceso de medida y la MC no asignaría al observador humano un rol más
especial que el que le asigna la teoría clásica. Yu y Nikolić afirman que
“tener separados estos dos profundos misterios [la conciencia y la MC] podría
resultar un importante paso adelante en la comprensión de cada uno de ellos”
(Yu y Nikolić 2011). No obstante, mientras que su interpretación parece excluir
la conexión entre el colapso de la función de onda y la conciencia actual, el
vínculo sutil entre la decoherencia y la conciencia no tiene por qué eliminarse
de esta manera. Podría haber correlaciones anteriores entre la conciencia y el
dispositivo experimental para el experimento en cuestión, produciendo
decoherencia la mera posibilidad de conocer los resultados. Como subraya
Manousakis, construimos instrumentos para medir magnitudes basadas en nuestros
conceptos; no tenemos la capacidad de medir magnitudes desconocidas. Un lugar
de observación particular de la conciencia se origina al dividir la realidad en
un instrumento de observación y un sistema observado. Una medición concreta consiste
en una cuestión que la mente humana ha decidido preguntar a través de ese
dispositivo (Manousakis 2006).
Evidentemente, la conexión entre MC y
conciencia queda lejos de estar resuelta. En cualquier caso, la actual física
fundamental apunta a que la clausura causal en los sistemas físicos,
particularmente en el cerebro, es insostenible. El hecho de que, en la MC, las
elecciones realizadas por observadores humanos no resulten determinadas por el
estado físico del universo significa la quiebra de una de las propiedades
básicas de las teorías científicas clásicas y la insuficiencia del estado
neurológico del cerebro para determinar el comportamiento futuro (Stapp 2008).
Esto suscita la cuestión de la existencia de una auténtica causalidad
arriba-abajo en la naturaleza. Como señala Kauffman, resulta crucial que nos
encontremos ante un proceso no describible mediante leyes y que, al mismo
tiempo, no es aleatorio. No nos hallamos atrapados por el dilema de tener leyes
deterministas para la causalidad eficiente —incluido el caos determinista— o
descripciones aleatorias probabilistas de la mente y el cerebro. Parece existir
una vía media entre el puro determinismo y la pura aleatoriedad. Incluso si se
recurre a la decoherencia, no hay a priori ninguna ley determinista para ella.
Hasta ahora, la incertidumbre cuántica y la decoherencia apuntan a un límite
intrínseco del conocimiento científico bajo la forma de leyes, lo que podría
indicar que el problema de la medida en MC no tiene solución dentro del actual
paradigma científico. Es también notable que —más allá del régimen aparente de
la MC— parecen darse efectos de una causalidad arriba-abajo en el campo del
reconocimiento consciente, lo que hace dudar de la existencia de correlatos
neurales de la conciencia independientes del contexto (Clark 2013).
La noción de causalidad arriba-abajo
se emplea para subrayar la idea de que propiedades de niveles más altos de la
realidad tienen influencia en niveles más bajos. Esto introduce la cuestión de
la existencia y descripción de los diversos niveles en el cerebro. Atmanspacher
y Rotter han esquematizado diferentes tipos de dinámica neuronal, cubriendo un
espectro que va desde descripciones puramente estocásticas a puramente
deterministas. Si nos movemos desde niveles microscópicos (subcelulares,
moléculas ligadas a membranas) hasta niveles mesoscópicos (asambleas de
neuronas) y niveles macroscópicos (grandes redes de poblaciones neuronales),
son muy diferentes los modelos estocásticos y deterministas que resultan
relevantes para la descripción. Más aún, no existe un umbral claro a partir del
cual la dinámica neuronal es determinista o estocástica, ni reglas universales
para determinar cómo es el paso de una dinámica a otra según se va cambiando de
nivel. Incluso es posible hallar transformaciones matemáticas para cambiar de
un tipo de descripción a otra. En resumen, las delicadas relaciones entre
aleatoriedad y determinación hacen dudar de las posibilidades de inferir
afirmaciones ontológicamente válidas a este respecto a partir de las
descripciones neurodinámicas. Además, una reducción estricta de los niveles de
descripción superiores a los inferiores fracasa en este contexto. La
descripción del nivel inferior proporciona condiciones necesarias pero no
suficientes para la descripción del nivel superior. Las características del
nivel superior no resultan una consecuencia lógica necesaria a partir de las
descripciones de los niveles inferiores ni pueden ser derivadas rigurosamente
solo de estas últimas. Sin embargo, condiciones suficientes para la derivación
de características de los niveles superiores pueden implementarse al
identificar contextos que reflejan el tipo particular de contingencia que se da
en tal situación (Atmanspacher and Rotter 2008). Este procedimiento no puede originarse
a partir de los niveles inferiores, permaneciendo irreducible.
Hay por tanto una irreductibilidad de
los contextos de niveles superiores, que juegan el papel de constricciones
actuando “hacia abajo”. Ninguna de las versiones abajo-arriba o arriba-abajo de
la causalidad resultan suficientes para describir la causalidad en el problema
mente-cerebro. La existencia de correlaciones entre el cerebro y la mente es
pacíficamente admitida, pero afirmar cuál es causa y cuál es efecto resulta
absolutamente hipotético en la medida en que el modelo de causalidad queda sin
especificar y no hay disponible un trasfondo teórico para la correspondiente
interpretación. En particular, la afirmación de un determinismo óntico en la
dinámica neuronal no puede defenderse con base en el conocimiento actualmente
establecido; cualquier implicación que se quiera sacar a partir ahí corre el
riesgo de ser fundamentalmente defectuosa. Así, el reduccionismo es no solo
simplista sino, por lo general, falso. Esto resulta aún más manifiesto cuando
se transita desde los diferentes niveles de descripción cerebral a los de la
mente y el comportamiento (Atmanspacher y Rotter 2008). Kuljiš también ha
señalado el desafío que implica —en términos de una integración
interdisciplinar en busca de una comprensión coherente del problema— la riqueza
de información presente en la multitud de escalas físicas y dominios
conceptualmente desacoplados en la neurociencia contemporánea. Esta tarea por
resolver incluye la hipótesis de la MC en el cerebro, pues representa el nivel
mínimo que ha de ser considerado en una comprensión integral y unitaria del
funcionamiento cerebral (Kuljiš 2010).
Estas reflexiones muestran la
necesidad implícita de recurrir a un nivel superior antropológico al tratar de
entender la realidad física y, en particular, la relación mente-cerebro. El
problema de la conciencia es una manifestación de un problema gnoseológico más
fundamental en la MC, que debería abordarse prestando atención a las
implicaciones filosóficas subyacentes. Las leyes físicas son leyes cuánticas
que, en algún límite no bien definido, se hacen clásicas. Por tanto, la
pregunta inevitable es cómo sucede esto también en el cerebro. El puro recurso
a la decoherencia es irrelevante en este punto de la discusión, ya que la
definición del sistema y el entorno ha de hacerse a priori, sin poder derivarse
estrictamente de la teoría. En otras palabras, para acceder cognitivamente a la
realidad física, y en particular a la realidad física del cerebro, se requiere
la actuación de un nivel superior antropológico. Dicho nivel no es derivable a
partir de ninguna ley científica, sino una condición de posibilidad de la misma
ciencia. Se promedian los grados de libertad del baño térmico porque conocemos
a priori el tipo de información que estamos buscando en el sistema. El nivel
antropológico, análogamente a cualquier otro nivel irreducible, introduce
novedad en el mundo al hacer ciencia e interpretar sus resultados como
conocimiento realmente informativo. Por lo que sabemos, el observador
consciente proporciona el nivel más alto de procesamiento de información que se
da en el universo. Introduce restricciones específicas que permiten una
transición inequívoca de los niveles inferiores a los superiores.
La conciencia introduce en el mundo
información humana que puede ser almacenada en los estados cuánticos objetivos
del universo, según las leyes de la MC. La conciencia no crea la realidad, pero
la determina hasta cierto punto. Permite un conocimiento más profundo de una
naturaleza formada por diferentes niveles entrelazados, con diferentes
propiedades epistémicas, que solo puede ser conocida por un ser con un poder
cognitivo similar al del nivel superior. Algunos científicos aseguran que la
complejidad clásica podría llegar a explicar la emergencia de fenómenos como
los pensamientos y la libertad (Tegmark 2000), pero el lenguaje de la
complejidad en sí mismo no es diferente del lenguaje de la física estadística.
Sin embargo, su interpretación —mediada por el nivel antropológico— puede llegar
a añadir algo más. Dicha interpretación es estrictamente no materialista, pues
no hay interpretación en la naturaleza puramente material (Searle 1997). En
este sentido, la conciencia humana y la ciencia están totalmente relacionadas,
constituyendo la segunda una exploración de la realidad diferente de la que
pueden realizar los animales no humanos o los seres inertes. Como Hagan comenta
acertadamente, al tratar el fenómeno de la conciencia o al sujeto como
meramente otro objeto de estudio, no se da ninguna explicación de por qué sus
grados de libertad deberían tener una connotación subjetiva o de cómo llegan a
asociarse entre sí de un modo que no dependa de la asignación arbitraria de un
observador. Mientras que el “objeto” es simplemente el nombre asignado a un
subsistema del todo, el “sujeto” no es un producto arbitrario de la forma en
que alguien elige analizar un sistema. La existencia de un objeto de estudio es
un hecho relativo, dependiente del análisis, pero la existencia del sujeto es
absoluta y su determinación es un hecho que necesita en sí mismo una
explicación (Hagan et al. 2002). Parece, por tanto, que el marco filosófico de
la MC es relevante en neurociencia para el problema mente-cerebro no tanto
porque proporciona una aleatoriedad fundamental frente al determinismo, sino
porque postula una influencia irreducible del acceso consciente del sujeto en
la descripción de la realidad.
La MC manifiesta nuestra incapacidad
para entender la conciencia humana desde una aproximación puramente objetiva.
Además de otros problemas bien conocidos, las teorías convencionales de la
identidad mente-cerebro dependen crucialmente de los procesos de decoherencia
para explicar la transición del mundo cuántico al clásico. Sin embargo, su
implementación teórica requiere una elección subjetiva del sistema y del
entorno cuyos grados de libertad han de ser suprimidos. Como consecuencia, las
teorías identitarias de la mente y el cerebro, que confían implícita o
explícitamente en la decoherencia, resultan insuficientes, al ocultar en sus
cimientos lo que intentan explicar.
Los modelos que intentan introducir
la MC como marco relevante para la neurociencia son diversos: algunos aplican
simplemente el formalismo cuántico sin entrar en la discusión de los procesos
físicos subyacentes; otros —las teorías abajo-arriba de la conciencia cuántica—
consideran a la conciencia como una propiedad emergente de naturaleza cuántica,
aún por determinar; finalmente, las teorías arriba-abajo de la conciencia
cuántica tienden a ser dualistas, preconizando un rol primario de la conciencia
en la naturaleza sin determinar el modo de interacción con el resto de la
realidad. Hasta ahora, las pruebas experimentales han sido inexistentes o, como
mucho, inconcluyentes, siendo la rivalidad binocular uno de los campos más
prometedores desde el punto de vista empírico.
A pesar de hallarnos en una situación
de impasse, lo que los modelos estudiados tienen en común es la
comprensión de que el problema de la medida de la MC está íntimamente ligado al
problema duro de la conciencia. Es muy improbable que avancemos en la
resolución de uno de los problemas sin progresar en la del otro. Existe una literatura
que considera este vínculo como un ejemplo de la falacia: “no entiendo A, no
entiendo B, luego A y B deben estar relacionados”; sin embargo existen una
serie de argumentos que muestran porqué dicha falacia no tendría lugar aquí.
Puesto que la decoherencia es un procedimiento con limitaciones y
prescripciones epistémicas, no podemos esperar entender la emergencia
ontológica de la conciencia sin entender la paradoja de la medida en MC. Esta
última debe jugar un papel relevante en todo el problema y es probable que no
tenga la última palabra, pues también existen poderosas razones filosóficas que
defienden una comprensión de la conciencia humana más allá de la ciencia
natural (Arana 2015).
http://dia.austral.edu.ar/Neurociencia_y_mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica
¿Qué
es la mente cuántica?
La mente cuántica es
una teoría reciente que intenta explicar qué es la conciencia.
La mayoría de las personas están
familiarizadas, aunque sea un poco, con la mecánica cuántica. Es decir, aquella
teoría que da cuenta del comportamiento de la física a niveles subatómicos. A
menudo se ignoran las aplicaciones prácticas que esto tiene, o cómo se puede
relacionar con otras áreas. En el caso de esto último nos encontramos con la
mente cuántica.
La mente cuántica, también conocida como la conciencia cuántica, es una
hipótesis que plantea explicar el problema de la conciencia. Aunque cuenta con
no pocos detractores, hasta el punto de que algunos consideran a sus
investigadores como pseudocientíficos, cuanto menos es una teoría interesante que intenta explicar
uno de los mayores misterios de la humanidad.
¿Qué es la física
cuántica?
Para entender qué es la mente cuántica
primero debes comprender, de manera muy superficial al menos, qué es la física
cuántica. A principios del siglo XX sucedió un cisma en la interpretación que
teníamos acerca del mundo físico. Científicos de la talla de Max Planck, Max
Born, Werner Heisenberg, Erwin Schrödinger y muchos otros construyeron los
postulados fundamentales de la teoría.
En términos muy simples, todos estos descubrieron que las interacciones físicas a nivel subatómico
divergían con los conocimientos físicos que teníamos a nivel macro.
Fue necesario crear desde cero un modelo que intentara dar cuenta de esta
interacción, modelo que pasaría a denominarse mecánica o física cuántica.
Las interacciones a escalas subatómicas
distan de las interacciones a escalas macro. Sin embargo, y hasta donde
sabemos, todo lo que hoy podemos ver (y lo que no también) se puede explicar a
partir de estas; ya que el Universo está construido sobre la base de las
partículas subatómicas. El nacimiento de las estrellas, su muerte, el aire, la
luz y todo cuanto puedes ver parte de la base de esta teoría.
Esto salvando muchos detalles enrevesados,
por supuesto. Ideas como la superposición cuántica, el entrelazamiento cuántico
o el principio de indeterminación de una partícula dejaron de ser ideas dignas
de un truco de magia para convertirse en realidad probada a través de la
experimentación empírica.
¿Qué es la mente
cuántica?
La física cuántica
nos permite entender cómo funciona el universo, incluyendo todos los procesos
que nos caracterizan como seres humanos.
Ahora que entiendes las
ideas generales de la teoría interior, puedes comprender qué es la mente
cuántica. Las ideas acerca de una conciencia cuántica la encontramos ya en
científicos como Eugene Wigner o Freeman Dyson. Sin embargo, en el marco de
postulados sistemáticos, podemos
decir que los aportes más sólidos nacen de la mano de Roger Penrose y Stuart
Hameroff.
El primero, un físico teórico (ganador del Nobel de Física en 2020), el
segundo, un anestesiólogo. En sus estudios e investigaciones apuntan que el sistema neuronal que da
vida al cerebro forma una extensa red intrincada, en la que la conciencia se
explicaría a través de los postulados de la física cuántica. Esto se conoce como modelo Penrose-Hameroff.
La idea dicta que toda esta red la conforman
microtúbulos cilíndricos celulares que se acoplan y regulan las funciones
sinápticas. De por medio se generaría la conciencia, de manera que la teoría
cuántica sería la clave para resolver el problema de la conciencia.
De manera general, se consideran tres
posibilidades: a) la conciencia es el resultado de procesos cuánticos en el
cerebro, b) los conceptos cuánticos son útiles para entender la conciencia al
margen de la actividad cerebral, y c) tanto la materia como la conciencia se
consideran aspectos duales de la realidad. Recuerda que hasta el momento no
existe una teoría que explique satisfactoriamente qué es la conciencia.
Críticas a la mente
cuántica
Como podrás imaginar, la teoría recibió desde sus inicios infinidad de
críticas, aunque también algunas alabanzas. Una de las críticas más importantes
es que la cuántica se manifiesta, en
principio, a temperaturas muy frías (cerca del cero
absoluto). A temperaturas cálidas, las interacciones dejan de manifestarse.
Esto ha llevado a muchos investigadores a
desechar la teoría. Incluso, algunos han llegado a denominarla como una
pseudociencia. A su vez ha servido como impulsor de lo que hoy se conoce
como biología cuántica,
así como que otros expertos indaguen sobre
la viabilidad de una conciencia explicada a partir de los modelos cuánticos.
El problema de la
conciencia
La mente humana es
un campo del que todavía falta mucho por conocer. Para muchos, entender la
conciencia humana es dar con el mayor descubrimiento científico.
La conciencia, en términos muy simples, es el
conocimiento que tienes de ti mismo, de tus actos y de quién eres. También, es
la capacidad para interpretar y decodificar el mundo externo a ti. Aunque han
surgido múltiples teorías para explicar cómo se origina o qué la regula, en realidad
sabemos muy poco al respecto. En definitiva, la conciencia es un problema para
los científicos.
Visto de manera rápida parece un problema sin
importancia, pero en realidad es el santo grial de muchas investigaciones
actuales. Explicar cómo de una masa gelatinosa puede surgir algo que determina
quiénes somos y qué hacemos es la meta de millones de científicos en todo el
mundo.
Esto no siempre fue así, por supuesto. Hasta hace relativamente poco la
conciencia no era un elemento importante para la ciencia. Se pensaba que
pertenecía al terreno de la fantasía, o en todo caso que nunca se podría
explicar con ayuda del método científico. Nuestra comprensión de la actividad neuronal y
otros aspectos del cerebro nos ha llevado replantear estas ideas.
El principal obstáculo al momento de estudiarla es evidente: se trata de un ente inobservable.
Esto no parecería un problema, ya que continuamente estamos estudiando cosas
que no podemos ver (como átomos, para volver con la física cuántica). El que
nuestra conciencia regule lo que podemos saber sobre la conciencia no ayuda en
absoluto a resolver el problema.
Al margen de todo esto, ten en cuenta que la
mente cuántica es una teoría que busca explicar la manera en que se crea la
conciencia. ¿Es acaso una teoría perfecta o completa? No en absoluto. ¿Cuenta
con un respaldo unánime por parte de la comunidad? Tampoco. Sin embargo, a
medida que sepamos más en el futuro de los procesos cuánticos y del cerebro,
podremos ahondar más en estas ideas.
https://mejorconsalud.as.com/mente-cuantica/
¿Es posible borrar recuerdos traumáticos?
1 enero 2023
¿Por qué esa facilidad para recordar lo malo?
Nuestra
memoria almacena muchas de las cosas que nos suceden durante el día, pero gran
parte acaban por olvidarse. Sin embargo, tenemos
cierta facilidad para guardar los malos recuerdos, a pesar de no ser un
proceso gratuito: nuestro sistema nervioso necesita modificar ciertos circuitos
neuronales, con la consiguiente síntesis de proteínas y gasto de energía
celular.
Resulta curioso: todo este
esfuerzo para guardar un recuerdo que seguramente nos deje secuelas psicológicas y que, en el peor de los casos, nos
ocasione un trastorno de estrés postraumático. ¿Por qué?
Parte
de la explicación se basa en que estas experiencias negativas están fuertemente
asociadas a emociones. Y nuestro cerebro
clasifica y guarda recuerdos en función de su utilidad, considerando que
aquellos vinculados a emociones son útiles para nuestra supervivencia.
Si
hemos pasado muchísimo miedo al atravesar una zona peligrosa de nuestra ciudad,
el cerebro lo almacena para que no lo volvamos a hacer.
La situación se complica cuando
la experiencia es realmente traumática. En este caso, nuestro órgano pensante
tiende a esconder esas vivencias, pero las guarda sin procesar. Como mecanismo
rápido de defensa está bien.
El
problema llega cuando, por la razón que sea, los malos recuerdos vuelven a
aparecer. Entonces el daño puede ser muy grande al tratarse de experiencias que
se han archivado "sin cocinar".
Luz
y sonido para eliminar experiencias traumáticas
La
neurociencia parece haber encontrado algunas piezas del puzle que nos pueden
ayudar. Hasta el más mínimo factor podría desempeñar un papel importante a la
hora de determinar si guardamos o borramos un recuerdo.
Por
ejemplo, la luz, algo tan común y que nos afecta a todos, también a las moscas (Droshopila melanogaster),
capaces de olvidar eventos traumáticos
cuando se mantienen en oscuridad. Y todo gracias a una proteína que
actúa como moduladora de la memoria y que, y esta parte nos interesa, está
evolutivamente muy conservada.
O
dicho en otras palabras, se halla presente en todos los animales, humanos
incluidos. La explicación puede ser relativamente sencilla: la luz actúa como
moduladora de las funciones cerebrales, el mantenimiento de la memoria
incluido.
Los
sonidos son otra pieza importante, especialmente cuando dormimos. Elsueño es fundamental para el procesamiento de la
memoria.
Durante
el día nuestro cerebro instala aplicaciones (recuerdos) y durante la noche las
actualiza. De esta manera, la memoria recién adquirida se iría transformando en
memoria a largo plazo durante el descanso nocturno.
Siguiendo
este razonamiento también podríamos hacer lo contrario: usar estímulos, en este caso auditivos, para
desinstalar las vivencias negativas, tal y como aseguran
investigadores de la Universidad de York (Inglaterra) en un estudio reciente.
A
pesar de que este tipo de estudios aún están en fase experimental, podrían
resultar de gran utilidad para desarrollar futuras terapias que permitan
debilitar los recuerdos traumáticos a base de estímulos auditivos mientras
dormimos.
Fármacos prometedores
Algunos
de ustedes estarán preguntándose si en el futuro venderán píldoras de luz o
pastillas de sonido que nos ayuden a olvidar los malos recuerdos. No tenemos la
respuesta, pero sí la evidencia científica de que algunos
medicamentos ya existentes podrían contribuir al borrado de la memoria
traumática.
El
propanolol, por ejemplo, fármaco utilizado para el tratamiento de la
hipertensión arterial y que permite olvidar un trauma aprendido a los animales
de experimentación.
La
clave podría estar en una proteína de las
neuronas que determina si los recuerdos tienen que modificarse o no. Si
esta proteína se degrada, los recuerdos se vuelven modificables, y si está
presente, se mantienen.
Pese a
que se trata de trabajos realizados en animales de experimentación, son un
excelente modelo para estudiar el sistema nervioso. El cerebro humano, aunque
similar, es más complejo. Vayamos, entonces, a él.
Las experiencias traumáticas son
muy difíciles de olvidar y afectan gravemente a las personas que las sufren.
Esto
mismo pensaron los investigadores del London University College que acaban de
publicar un estudio donde describen cómo la hidrocortisona -un fármaco
antiinflamatorio de uso habitual para el tratamiento de la artritis- podría
favorecer el proceso de olvido de recuerdos intrusivos si se administra después
de un acontecimiento traumático.
Curiosamente, el efecto fue distinto en mujeres y hombres,
dependiendo del nivel de hormonas sexuales en su organismo. Por
ejemplo, los varones con altos niveles de estrógeno presentaban menos recuerdos
traumáticos.
En
mujeres ocurría lo contrario: los elevados niveles de estrógeno las hacían mas
susceptibles a los malos recuerdos tras el tratamiento con hidrocortisona. Esto
demuestra que un mismo fármaco puede tener efectos contrarios en unas personas
que en otras; de ahí la importancia de la investigación con perspectiva de
género.
En la
actualidad,la hidrocortisona sólo ha
resultado eficaz cuando se administra durante las horas inmediatamente
posteriores al trauma o antes de dormir, cuando el recuerdo se
consolida. No obstante, la ciencia sigue avanzando con la esperanza de acelerar
el proceso natural de olvido y limitar la angustia psicológica a largo plazo.
Es
cierto que este tipo de estudios tiene algunas limitaciones, como que la forma
de provocar estímulos traumáticos de forma experimental puede no reflejar la
gravedad de los recuerdos que ocurren tras una mala experiencia en la vida
real.
Aun
así, abre nuevas puertas en el estudio de nuevos tratamientos para las víctimas
de estrés postraumático. Y tal vez, incluso,
la posibilidad de borrar los malos recuerdos que les impiden llevar una vida
normal.
No
sabemos que ocurrirá en el futuro, pero si usted se lo pregunta le recomendamos
ver "¡Olvídate de mí!" (2004). Quizá encuentre alguna pista de lo que
está por venir.
https://www.bbc.com/mundo/noticias-63834398