Penrose-Hameroff

Todo el mundo admite hoy día que los procesos mentales no son computables, lo cual quiere decir que el cerebro humano, sea o no cuántico, no se puede reproducir en un ordenador. Los ordenadores pueden aprender y se pueden programar para una operación concreta pero no pueden llegar a la complejidad de mi cerebro cuando pienso. Cuando una persona piensa, tiene de forma simultánea en su cerebro datos, razonamientos, intuiciones, gráficos, simulaciones, escenarios, dudas, sensibilidades, percepciones, notas, resultados e, incluso, está recibiendo desde el exterior mucha información sensorial ajena al tema de sus pensamientos. Además, tendrá un determinado estado de ánimo, que hasta puede cambiar mientras piensa, que no se puede recrear en un ordenador.

Pero otra cosa muy distinta, y eso si es posible, es que el cerebro tenga un comportamiento que siga las leyes de la física cuántica. En 1994 Penrose y Hameroff lanzaron esta idea como una posibilidad. Todavía hoy, la comunidad científica sigue pronunciándose a favor y en contra de esta teoría, que, además, rompe moldes de la física cuántica tradicional y trata de explicar la aparición de la conciencia. El nombre de esta teoría es Reducción Objetiva Orquestada, y suele abreviarse como Orch Or.

Penrose llegó a eta idea a partir del teorema de la incompletitud de Godel, que dice que ningún sistema aritmético es capaz de probar su consistencia utilizando solo los datos del propio sistema. Dicho de otra manera, un programa para hacer matemáticas no puede probar su propia consistencia. Pero entonces ocurre lo siguiente: la cosistencia del programa sí puede ser demostrada por un matemático, pero el programa en sí, aun demostrada su consistencia, no puede demostrar la competencia del matemático, porque ningún programa puede estar por encima de la competencia matemática del cerebro humano. Esto llevó a Penrose a pensar que los matemáticos son capaces de generar en su cerebro algoritmos no computables más allá de lo que pueda hacer una máquina. Cuando Penrose expone estas ideas en su libro “La nueva mente del emperador” (1989), Hameroff, que andaba buscando en el cerebro el origen de la conciencia, se pone en contacto con él para decirle que existían ciertas estructuras dentro de las células cerebrales que eran adecuadas para el procesamiento cuántico y, en última instancia, para la creación de la conciencia. De la colaboración de ambos surge entonces la idea de que en el cerebro puedan darse fenómenos que sigen las leyes de la física cuántica, y la citada teoría Orch Or se publica en 1994 en un libro de Penrose titulado “Sombras de la mente”.

Esta teoría se localiza en los microtúbulos de las neuronas, donde se da una estructura fractal. Los fractales son estructuras bastante complejas, cuya complejidad surge de patrones simples repetidos, razón por la cual, podrían ser las estructuras adecuadas para sustentar las misteriosas profundidades de nuestra mente. Pero si este es el caso, sólo podría estar ocurriendo con partículas moviéndose según las leyes de la física cuántica, en patrones fractales dentro de las neuronas del cerebro.

Los microtúbulos están hechos de una sustancia llamada tubulina que presenta la particularidad de que además de contener los electrones distribuidos que le correspondan, contiene también unos electrones deslocalizados llamados electrones π, que son los que participan en los llamados enlaces covalentes del tipo π. La proximidad de estos electrones permite que estén entrelazados. Como la separación entre las neuronas es muy pequeña la actividad cuántica que se produzca puede pasar de una a otra directamente o por efecto túnel extendiéndose a amplias zonas del cerebro.

Las tubulinas tienen el aspecto que se representa en la figura de cabecera y tienen la capacidad de manifestarse en varias configuraciones, de las cuales las denominadas α y β pueden representar los dos estados que se necesitan en un sistema binario. En la figura se pueden ver la tubulina, sus configuraciones α y β y una ilustración de la superposición de ambas. Además los microtúbulos están como rodeados o envueltos por una sustancia denominada “proteína asociada a los microtúbulos” conocida por sus siglas MAP. Esta proteína se encarga de organizar u orquestar todo el proceso cuántico, razón por la cual la palabra orquestado se utiliza en la denominación de este proceso.

En los procesos cuánticos normales, cuando se hace una medida el sistema colapsa en uno de sus valores según la probabilidad que a cada uno le corresponda. Como la medida la hace un sujeto inteligente a esto se le llama reducción subjetiva. Pues bien, la segunda singularidad de la teoría de Penrose y Hameroff es que esto no sucede así en el cerebro, sino mediante una reducción, que por oposición a la anterior, ellos llamaron reducción objetiva.

La reducción objetiva se refiere a lo siguiente. Como hemos dicho, la tubulina puede presentar dos configuraciones denominadas α y β, que pueden manifestarse como independientes y superpuestas, y sucede que a cada una de ellas le corresponde una geometría distinta del espacio-tiempo correspondiente y una energía también distinta. Cuando la diferencia de energías alcanza un determinado valor, colapsa la función de onda y tiene lugar la llamada reducción objetiva, en un proceso en el que no interviene ningún observador y que se puede calificar como debido a la gravedad cuántica.

Todo lo anterior es lo que justifica el nombre de Reducción Objetiva Orquestada, Orch Or. Esta teoría también recoge algunas ideas sobre el origen de la conciencia. Tradicionalmente se creía que la conciencia nacía de la actividad conjunta de las neuronas. El trabajo de Penrose y Hameroff nos ofrece otra versión, según la cual la conciencia emerge de la coherencia cuántica de los microtúbulos, es decir, de su capacidad par mantener el entrelazamiento, y surge a escala global, afectando a todas las neuronas y sus conexiones de manera colectiva. En línea con lo que ya hemos dicho, la conciencia no es computable, por lo que es imposible crear un algoritmo que la reproduzca en un ordenador.

La teoría Orch Or no es la única que trata de la posibilidad de que el cerebro humano funcione según las leyes de la física cuántica. Otro día hablaremos de otras teorías y de algunos experimentos que se han hecho sobre este tema.