Imaginați-vă un dispozitiv care scanează creierul în același mod în care un detector de metale din aeroport detectează cheile într-un buzunar. Fără a pătrunde în interior, fără a deteriora țesutul, pur și simplu citind semnalele reflectate. Oamenii de știință propun utilizarea undelor terahertzi – radiații electromagnetice de înaltă frecvență care sunt sigure pentru țesuturile vii – pentru a observa esența conștiinței. Ținta lor sunt microtubuli, structuri proteice minuscule din interiorul celulelor nervoase care, conform unei ipoteze, ar putea fi computere cuantice ale minții.
Ce sunt microtubulii și ce legătură are conștiința cu ei?
Microtubulii sunt structuri sub formă de fire care servesc drept schelet celular. Sunt prezente în toate celulele corpului, inclusiv în neuroni. Dar, spre deosebire de celulele ficatului sau ale pielii, neuronii folosesc aceste structuri nu doar pentru a-și menține forma, ci și pentru a transporta substanțe și a transmite semnale.
În anii 1990, fizicianul Roger Penrose și anestezist Stuart Hameroff au propus o teorie conform căreia microtubulii ar putea funcționa ca computere cuantice. Conform acestei ipoteze, în interiorul acestor tuburi au loc procese cuantice care dau naștere conștiinței – ceva mai mult decât doar suma impulsurilor electrice dintre neuroni.
Criticii indică o problemă fundamentală. Calculatoarele cuantice necesită răcire la temperaturi apropiate de zero absolut pentru a păstra stările cuantice fragile. Creierul funcționează la aproximativ treizeci și șapte de grade Celsius – un mediu zgomotos și cald în care efectele cuantice ar trebui să se destrame aproape instantaneu. Fizicianul Max Tegmark de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts a calculat că orice stare cuantică din microtubuli s-ar descompune în 10⁻¹³ secunde – de un milion de ori mai repede decât ar avea timp să afecteze funcția creierului.
În 2024, cercetătorii de la Universitatea din Maryland au efectuat un experiment pe șobolani. Ei au injectat animalelor cu substanțe care stabilizează microtubulii și au observat cum au răspuns la anestezie. Șobolanii cu microtubuli întăriți au trebuit mai mult să-și piardă cunoștința. Acest lucru indică faptul că aceste structuri proteice pot juca un rol în mecanismul de conștientizare.
Dar studiul microtubulilor din interiorul unui creier viu este o sarcină mult mai dificilă. Nu puteți doar să injectați medicamentul și să urmăriți procesul în timp real. Este necesară o metodă non-invazivă. Aici intră în imagine undele terahertzi.
Radiația teraherți se află pe spectrul electromagnetic dintre microundele și lumina infraroșie. Este sigur pentru țesut, spre deosebire de razele X, dar este sensibil la vibrațiile moleculare. Diferitele molecule au „amprente digitale” unice în intervalul de teraherți, cum ar fi amprentele digitale.
Oamenii de știință folosesc deja scanere cu teraherți pentru a analiza secțiuni subțiri de țesut cerebral. Ei pot detecta modul în care microtubulii vibrează și pot compara aceste vibrații în probe prelevate de la ființe vii și de la cele sub anestezie. Următorul pas este aplicarea aceleiași tehnologii la un creier care funcționează fără a îndepărta țesutul.
Dacă are succes, scanerul cu teraherți va fi prima fereastră neinvazivă în activitatea cuantică a conștiinței. El va putea „auzi” diferența dintre creierul treaz și creierul anesteziat – dintre conștiință și absența ei.
Nu toți oamenii de știință împărtășesc optimismul susținătorilor teoriei cuantice a conștiinței. Leah Gassab, un bursier postdoctoral la Universitatea din Waterloo, subliniază problema principală: anestezia schimbă aproape totul în creier. Semnalele slabe de terahertzi pot să nu fie vibrații cuantice ale microtubulilor, ci pur și simplu artefacte de încălzire sau împrăștiere a radiațiilor.
„Aceste experimente sunt interesante prin design, deoarece încearcă să coreleze un semnal fizic măsurabil cu o schimbare subiacentă a stării, cum ar fi anestezia”, spune Ghassab. „Dar pentru ca acestea să fie convingătoare, trebuie să fie reproductibile, să excludă efectele banale și să arate că semnalul este cu adevărat asociat cu funcția neuronală și nu doar cu un efect secundar.”
Onur Pusuluk, profesor asistent la Universitatea Kadir Has, adaugă o altă avertizare. În trecut, studiile asupra efectelor cuantice în biologie – de exemplu, în fotosinteză sau simțul mirosului – au fost adesea greșite. Moleculele s-au comportat diferit în probele izolate decât în mediul natural. „Știința avansează doar atunci când teoria și experimentul vorbesc aceeași limbă despre același sistem”, notează el.
Alți candidați pentru rolul de „minte cuantică”
Microtubulii nu sunt singura ipoteză. În februarie 2025, Gassab, Pusuluk și o echipă internațională au publicat o revizuire a trei teorii „cuantice” ale conștiinței în revista Entropy.
Prima este teoria deja familiară Penrose-Hameroff a microtubulilor.
A doua este teoria câmpului electromagnetic, conform căreia propriul câmp electromagnetic al creierului leagă activitatea neuronală într-un singur flux de gândire.
A treia este conjectura lui Matthew Fischer despre clusterele Posner. Moleculele de fosfat se pot grupa în celule piramidale minuscule care protejează stările cuantice fragile suficient de mult pentru ca acestea să afecteze memoria.
Echipa lui Gassab a efectuat simulări pe computer pentru a testa care dintre aceste teorii s-au susținut în mediul „fierbinte, zgomotos” al creierului. Concluzie preliminară: clusterele Posner par cele mai promițătoare. Câmpurile electromagnetice pot explica modul în care regiunile îndepărtate ale creierului se sincronizează. Dar microtubuli? Ei rămân în categoria „prea speculative”.
Memoria holografică și dimensiuni alternative
Michael Pravica, un fizician la Universitatea din Nevada, Las Vegas, sugerează să privim problema dintr-un unghi diferit. Amintește de persoanele cu boala Alzheimer sau demență care își amintesc evenimentele în urmă cu șaizeci sau șaptezeci de ani cu o claritate cristalină, deși microtubulii lor au fost de mult distruși.
„Cred că este vorba despre căile neuronale care creează modele holografice”, spune Pravica. „Amintirile formează căi – iar atunci când acele căi sunt iluminate, ele recreează priveliști, mirosuri, sunete. Aceasta este stocarea holografică a informațiilor.”
Apoi adaugă o întorsătură surpriză. "Un lucru pe care nu-l pot explica pe deplin este că atunci când sunteți sub anestezie, activitatea creierului scade. Cum repornește creierul? Teoria mea este că funcția de undă poate intra într-o glandă – considerată o poartă de acces către alte dimensiuni – și rămâne acolo singur până când începe o repornire. Microtubulii pot stoca o parte din aceste informații și pot ajuta la repornirea undelor."
Pravitsa nu respinge complet microtubulii. Pur și simplu crede că nu sunt personajele principale, ci jucători de susținere. „Creierul este mediul, undele sunt mesajul, iar conștiința este modelul undelor”, spune el. Neuronii și microtubulii pot fi puncte de declanșare, dar ceea ce contează este ce unde produc și cum interacționează acele unde.
Chiar și cei mai convinși susținători ai teoriilor cuantice ale conștiinței admit că dovezile sunt încă insuficiente. Gassab insistă că rezultatele sunt reproductibile. Pusuluk ne amintește că efectul poate să nu dureze suficient de mult pentru a afecta funcția, dar chiar și interacțiunea cuantică instantanee poate lăsa „urme clasice” – ritmuri sincronizate între neuroni care sunt observate în timpul conștiinței.
„Cuvântul conștiință în sine încă nu are o definiție clară”, spune Ghassab. "Nu înțelegem încă acest creier care este capabil să pună întrebări despre sine. Capacitatea noastră de a reflecta asupra propriilor noastre gânduri este în sine remarcabilă."
Scanerele Terahertz ar putea fi instrumentul care ne permite în cele din urmă să auzim „bătăile inimii cuantice” ale conștiinței – sau să dovedim că nu există. Dar deocamdată aceasta este doar o promisiune. Scanerele ascultă. Teoriile zumzet. Și cel mai misterios organ din univers continuă să-și păstreze secretul principal.
Oamenii de știință oferă o privire în interiorul creierului care funcționează folosind unde teraherți – radiații sigure care sunt deja folosite în scanerele aeroporturilor. Ei vizează microtubuli, tuburi mici de proteine din interiorul neuronilor. Potrivit unei ipoteze, în ele pot avea loc procesele cuantice care dau naștere conștiinței.
Experimentele pe șobolani au arătat că dacă microtubulii sunt întăriți, animalele nu își pierd cunoștința mai mult timp sub anestezie. Acesta este un indiciu că aceste structuri sunt într-adevăr asociate cu conștientizarea. Dar dovezile directe necesită observarea unui creier viu. Scanerele Terahertz ar putea deveni acea fereastră – pot citi vibrațiile moleculare fără a deteriora țesutul.
Criticii subliniază o problemă majoră: creierul este prea cald și zgomotos pentru efecte cuantice, care necesită de obicei răcire la temperaturi apropiate de zero absolut. Cu toate acestea, există și alte ipoteze – de exemplu, grupuri cuantice de molecule de fosfat sau câmpurile electromagnetice ale creierului însuși.
Nu există încă un răspuns definitiv. Dar dacă scanerele cu teraherți dovedesc că există într-adevăr ceva în interiorul neuronilor noștri care dispare sub anestezie și revine când ne trezim, va schimba întreaga înțelegere a conștiinței și de unde provine.
