Un modelo cuántico de la consciencia

El Modelo Biofísico de la Consciencia de Stuart Hameroff y Roger Penrose

El pasado día 11 de julio a raíz del Festival de la Consciencia en Barcelona vino el científico Stuart Hameroff a dar unas conferencias acerca del modelo de la consciencia que propuso en la década de los años 90 junto al matemático y nobel en Física Sir Roger Penrose. Aprovechó la ocasión para dar a conocer una hipótesis científica reciente acerca del origen de la consciencia.

Tuve el placer de asistir a su primera conferencia en el edificio modernista de La Pedrera ubicado en el Passeig de Gracia. Su charla Which Came First, Life or Consciousness? duró un poquito más de una hora, y entre una orientación bastante técnica y un discurso un tanto acelerado en inglés americano me pareció muy revelador, y al respecto, creo útil destilar algunos puntos básicos acerca de la elevada importancia del estudio de la consciencia dentro de la neurociencia cuántica actual.

El cerebro sigue siendo un gran misterio, tenemos alrededor de unos 80 mil millones de neuronas interconectadas generando propiedades emergentes. ¿Pero de qué manera se transmite esta compleja información en diferentes zonas, de qué forma se explica la eficacia y la rapidez de esta red neuronal informativa? Vis a vis a los procesos químicos y eléctricos, hay un canal de biocomunicación a través de vibraciones y fotones de luz que no podemos obviar. Incluso estaríamos hablando de un canal de comunicación instantáneo en relación con un concepto, denominado coherencia cuántica, término que he utilizado en diversas ocasiones en mis artículos.

Según ambos científicos, la unidad y las manifestaciones no-locales de la consciencia pueden ser explicadas en términos de la coherencia cuántica y correlaciones a larga distancia. La coherencia cuántica indica una interrelación instantánea entre las partes en términos de vibraciones, y como bien sabemos según la biología cuántica, la coherencia biológica es una característica de los seres vivos en microlapsos de tiempo. La biología cuántica funciona a escalas de tiempo muy pequeñas, en el rango comprendido entre el orden del femtosegundo (10^-15s) y el orden del microsegundo (10^-6s). De hecho, un ser vivo es un compendio de diferentes rangos temporales y la complejidad de este yace precisamente en la sincronicidad de dichas temporalidades. Se está avanzando mucho en este terreno gracias a la utilización de pulsos de láser extremadamente rápidos del orden de femtosegundo que permiten seguir en detalle los procesos de transferencia energéticos, los fenómenos ondulatorios de interferencia y de los electrones en los sistemas biológicos.

Hasta hace relativamente poco tiempo, se pensaba que el estado de coherencia cuántica era únicamente posible en entornos extremadamente fríos, totalmente aislados y controlados como, por ejemplo, en los condensados de Bose-Einstein o en la superconductividad. Nadie se hubiera imaginado que en contextos como los propios de los seres vivos pudiera generarse un estado cuántico en que el carácter vibracional de las partículas tomaran el mando, pudiéndose generar vibraciones sincronizadas entre partes separadas por centenares de nanómetros. Además teniendo en cuenta las vibraciones térmicas de las moléculas aquello parecía una hazaña imposible por parte de las microestructuras de la materia viva. Además, un estado coherente se caracteriza por mostrar las peripecias típicas del mundo cuántico, tales como estar en dos sitios a la vez o penetrar barreras energéticas (tunelamiento). ¿Cómo es posible que una partícula pueda estar en dos sitios a la vez? La respuesta radica en que la partícula puede comportarse como una onda que se desplaza y en cualidad de onda, está deslocalizada, como una nube difuminada donde no podemos saber con exactitud su ubicación.

Pero, las sorpresas iban sucediéndose, procesos tales como la fotosíntesis, la navegación de las especies migratorias o la investigación respecto al sentido del olfato iban dejando atrás la visión puramente corpuscular de las partículas protagonistas para realzar el mundo de las frecuencias y de la transmisión por ondas. Hasta el momento actual, la lista dentro de las investigaciones realizadas en la biología cuántica se va ampliando, incorporando la herencia genética, la acción enzimática, el origen de la Vida hasta la mismísima transmisión de la información a nivel neuronal, tal como afirman entre otros, los dos científicos de los que quiero hablar. Su modelo fue objeto de discusión durante algunos años, y gracias a los avances llevados a cabo en esta línea, su hipótesis goza cada vez más de prestigio y de aceptación en muchos ámbitos internacionales de investigación.

La cuestión es: ¿cómo una información neuronal compleja, codificada en regiones dispares en nuestro cerebro, puede cohesionarse para formar una idea, puede juntarse en nuestra mente consciente y generar una percepción unificada?

La coherencia cuántica no-local permite dicha interconexión instantánea según el principio de no-localidad o entrelazamiento cuántico. Cuando las partículas en un sistema mecánico-cuántico están entrelazadas, una medición sobre una parte del sistema puede afectar instantáneamente los resultados del mismo tipo de medida sobre la otra parte. Por ejemplo, midiendo alguna propiedad de una partícula, inmediatamente se revela el estado de la otra, independientemente de la distancia que las separa. En el fondo el entrelazamiento designa una inseparabilidad de los estados cuánticos y la no-localidad como la conexión instantánea entre las partes.

Dicha interacción se ha demostrado desde las minúsculas partículas del mundo liliputiense (electrones, protones, fotones) hasta abarcar el dominio de las macromoléculas. Paralelamente, en el campo de la investigación de la consciencia se ha podido constatar empíricamente la conexión entre las emisiones cerebrales de dos personas distanciadas miles de quilómetros, según diversas investigaciones llevadas a cabo por parte del grupo de neurociencia que fue liderado en su momento por Michael Persinger, en la Laurentian University de Ontario, Canadá. Algunos de sus estudios evidencian una correlación instantánea entre dichas personas situadas a más de 6.000 km de distancia (dos individuos separados por el Océano Atlántico). En particular se registró un entrelazamiento cuántico de sus emisiones electromagnéticas en la banda 4-8 Hz registradas mediante las densidades de corriente en la zona del parahipocampo del hemisferio derecho, cuando ambos compartían el mismo campo magnético circular. En los resultados obtenidos mediante Tomografía Electromagnética de Baja Resolución LORETA se comprobó el hecho de como si ambos cerebros se superpusieran o compartiesen el mismo espacio, ya que se registró una intensidad fotónica que era el doble de lo que cabía esperar. Se trataba de una evidencia experimental de la superposición de la actividad cerebral entre dos cerebros humanos distanciados y era una prueba clara de su conexión instantánea.

Ello fue una evidencia empírica de entrelazamiento cuántico macroscópico. Sabemos que una de las principales consecuencias referentes al estudio de la consciencia y la relación entre cuerpo y mente es que la no-localidad es una pieza clave en el proceso.

Siguiendo con el modelo de Hameroff & Penrose, se podría explicar de manera muy ingeniosa la extraordinaria orquestación a nivel cuántico que tiene lugar en las neuronas. Ambos investigadores ponen en duda de que la consciencia pueda emerger exclusivamente de la complejidad computacional de las redes neuronales. El estado consciente sería consecuencia de unos procesos físicos que tienen lugar en los microtúbulos de las neuronas. La pieza clave de su teoría gira en torno a estas estructuras tubulares huecas que conforman el citoesqueleto de las células. En las células nerviosas, por ejemplo, hay unos 10.000 microtúbulos. En fracciones de milisegundos unos 10 millones de microtúbulos estarían vibrando al unísono, ¡hazaña que involucraría entre 100 y 1000 neuronas oscilando al mismo tiempo!

Los microtúbulos tienen 25 nanómetros de diámetro exterior y 14 de diámetro interior y una longitud de aproximadamente un milímetro. Los microtúbulos de las neuronas establecen y regulan las conexiones sinápticas y participan en la emisión de los neurotransmisores. Están formados por unas proteínas, llamadas tubulinas. La tubulina puede presentar dos estados posibles: α (alfa) y β (beta). Cada estado presenta una forma muy particular según la disposición de sus electrones. En el estado conformacional alfa, los electrones están localizados hacia la parte superior, mientras que en el estado conformacional beta los electrones están desplazados hacia la zona inferior. Cada estado representaría un bit cuántico o qubit, de modo similar cuando hablamos de los bits de información que se manejan en la computación cuántica. En concordancia con el Principio de Superposición Cuántico y el estado de coherencia, la tubulina se encontraría en ambos estados durante microlapsos de tiempo. Para Penrose, dicha coherencia se mantendría hasta que se produce una diferencia de materia y energía superior al quantum de la gravedad, produciéndose el estado consciente. El resultado sería un auto-colapso (Reducción Objetiva) y que es irreversible, o sea, la decisión final del sistema cuántico a partir de múltiples posibilidades simultáneas.

Cada microtúbulo generaría múltiples qubits, capaces de procesar cuánticamente la información. Durante el procesamiento de esta información, es crucial el mantenimiento del estado de coherencia. Se trataría de una sincronización asombrosa entre centenares de microtúbulos vibrando a diferentes escalas de frecuencias en fracciones de tiempo muy pequeñas.

Por consiguiente, ambos científicos proponen este especial mecanismo cuántico que rompe el estado de coherencia cuántica (superposición cuántica) de las proteínas constituyentes de los microtúbulos. El colapso de la función de onda (básicamente una decisión del sistema cuántico a partir de un estado de superposición) no sigue el modelo descrito por la Escuela de Copenhague, es decir, mediante la decoherencia del entorno y/o proceso de observación-medición. Como he dicho antes, ambos investigadores proponen un mecanismo de autocolapso, que es denominado Reducción Objetiva, y que sería inherente a la propia estructura del tejido espacio-tiempo.

Roger Penrose en este modelo integra la gravedad a nivel cuántico, es decir, ofrece una visión unificada de la física en correlación con el fenómeno de la consciencia. Es más, nos ofrece una nueva física que resuelve la incompatibilidad entre la Teoría de la Gravedad y la Física Cuántica. Respecto a sus investigaciones en cosmología y relatividad, Penrose recibió en 2020 el premio Nobel en Física en relación con la existencia de los agujeros negros como consecuencia directa de la Teoría de la Relatividad General. Recibió este premio honorífico junto a Reinhard Genzel y Andrea Ghez. Para Penrose el nivel más básico de realidad estaría situado a la escala fundamental de Planck, o sea, a un rango de distancia de 10^-33cm. Evidencias recientes sugieren que la información a escala de Planck puede repetirse a escalas superiores alcanzando rangos de escala propios de los sistemas biológicos.

La propuesta de Penrose y Hameroff de los microtúbulos como pequeños dispositivos computacionales a nivel cuántico está en concordancia con el trabajo reciente de Anirban Bandyopadhyay del Instituto Nacional de Ciencias Materiales de Japón junto a otros colaboradores, demostrando la existencia de resonancias vibracionales en los microtúbulos. Asimismo se relaciona dicha actividad con la generación de las ondas cerebrales. Sabemos que el propio campo electromagnético del cerebro podría ayudar a esta red de interconexión.

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El propio campo electromagnético del cerebro podría ayudar a esta red de interconexión.

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El campo electromagnético haría que las neuronas entren en sincronía, o sea, dicho campo podría sincronizar los canales iónicos coherentes en regiones distanciadas del cerebro. Hameroff se refiere sobre todo a la coherencia gamma electromagnética cerebral a lo largo de diferentes zonas cerebrales. Las ondas gamma desempeñan un papel crucial en la integración de la información neuronal y la sincronización de toda la actividad cerebral.

De igual modo se ha sugerido una correlación a muy larga distancia, mediante un proceso de hipercomputación en el cerebro gracias al agua estructurada dentro de los microtúbulos y la existencia de una coherencia cuántica donde los fotones crean un campo electromagnético en fase (el mismo estado de vibración) con los constituyentes de la materia. Dicha hipótesis fue elaborada por L.M. Caligiuri y T. Musha en Quantum Vacuum Dynamics, Coherence, Superluminal Photons and Hypercomputation in Brain Microtubules. Para ello es necesario que se proteja el delicado estado de coherencia. Se sabe que el agua estructurada en el interior de los microtúbulos y sobre la superficie de las tubulinas, aísla suficientemente el microtúbulo de las interacciones del entorno, y por lo tanto, protegiendo el estado de coherencia. Asimismo, hay un apantallamiento por capas gelatinosas de citoplasma adyacentes al microtúbulo.

La dinámica coherente del agua dentro de los microtúbulos jugaría un papel primordial en el establecimiento de un orden de largo alcance en los organismos y en la formación de funciones de alto nivel como, por ejemplo la hipercomputación y la consciencia. El agua biológica es agua estructurada como han ido demostrando varios científicos, entre ellos, Emilio del Giudice o Gerald Pollack.

Recordemos por un momento lo ingenioso de nuestro cerebro:

Por cada neurona se generarían 10¹⁶ operaciones (instantes de la consciencia) por segundo. ¡10¹¹neuronas interconectadas generando propiedades emergentes, lo que implicaría 10²⁷operaciones por segundo en el cerebro!

El campo electromagnético cerebral es fundamental en dicha sincronización, así como el agua estructurada dentro de los microtúbulos y la red fotónica que constituye una red de información de largo alcance.

Como parte fundamental de su exposición, Hameroff se plantea el origen de la consciencia, atreviéndose a afirmar que la consciencia sería intrínseca al propio Universo y que estaría presente desde los primeros inicios del Big Bang (hace 13.800 millones de años). Habría una protoconsciencia que evoluciona para perfeccionarse, y de hecho la vida evoluciona para optimizar dicha consciencia. Los microtúbulos serían esenciales en este proceso. Según Hameroff, cada célula tiene consciencia, poniendo como ejemplo el paramecio y otros organismos unicelulares, que a pesar de no mostrar redes neuronales exhibe comportamiento inteligente.

Hameroff también se refirió a los estados expandidos de la consciencia. Estos implicarían una superposición más expandida de los estados microtubulares, estando en relación con frecuencias de vibración más elevadas. Ello supondría la implicación de más microtúbulos, un mayor número de neuronas y regiones más extensas del cerebro. Se participaría de niveles más profundos de realidad, niveles más intensos de experiencia y estratos o niveles interconectados de forma no-local, a modo holográfico. En este trazado, ancla un punto de unión con las grandes sabidurías espirituales, estableciendo un puente entre ciencia y la espiritualidad. Según las aportaciones de Oriente los estados expandidos de consciencia están relacionados con la apertura de diferentes centros energéticos distribuidos por el cuerpo (chakras y nadis, o puntos de acupuntura y meridianos). Son canales de bioinformación energéticos y que están relacionados con una gama amplia de diferentes frecuencias de vibración.

Yendo más lejos, Hameroff, en este caso en colaboración con Deepak Chopra, en una publicación denominada, The Quantum Soul, comenta acerca de las experiencias cercanas a la muerte, las experiencias extracorporales y la propia muerte. Afirma que la información cuántica que constituye la consciencia es transferida a niveles más profundos de realidad en forma de fluctuaciones entrelazadas dentro de la propia geometría del espacio-tiempo, por lo tanto, distribuida de forma no-local. La consciencia acabaría formando parte del propio tejido espaciotemporal, dejando una huella imborrable en la realidad fundamental. La conciencia sería intrínseca al Universo y precisamente la vida evolucionaría para optimizar dicha consciencia. Muy interesante, sin duda. Tal como afirmó Hameroff,

El cerebro es una orquesta cuántica sintonizada con el Universo.

Estoy de acuerdo en que el cerebro es mucho más complejo de lo que podemos pensar a simple vista, y para mí es un extraordinario avance de que se contemple el cerebro como una red vibracional sincronizada en comunión con el Universo, y yo añadiría una magnífica antena emisora y receptora de la Inteligencia Cósmica.

Estimado lector, si deseas saber más acerca de este tema, puedes apuntarte al curso online de Biofísica Cuántica.

un saludo a tod@s,