A mecânica quântica pode explicar a consciência?

Poucos mistérios são mais persistentes e inescrutáveis ​​do que o mistério de quem somos. É verdade que há muitas maneiras de explorar essa questão, e a ciência não é a única. Artistas e filósofos muito merecidamente reivindicam elucidar alguns aspectos de nossa identidade e vida subjetiva. De certa forma, a ciência é o novo garoto no pedaço, já que podemos datar as primeiras reflexões “quase” científicas sobre mente e matéria no início do século XVII com Descartes.

Muito além de Descartes e sua dualidade mente-corpo , surgiram novas questões tão excitantes quanto nebulosas: a física quântica desempenha um papel no funcionamento do cérebro? Ou, mais profundamente, a mente, vista como uma coleção de possíveis estados cerebrais, é sustentada por efeitos quânticos? Ou tudo pode ser tratado usando a física clássica?

Não há nada melhor do que misturar dois grandes mistérios para produzir um ainda maior.

A verdade é que, apesar do tremendo sucesso da física quântica em suas aplicações – as tecnologias digitais e nucleares que definem grande parte da vida moderna – sua interpretação permanece incerta, alvo de acalorado debate entre os físicos. Sabemos como usar a física quântica, mas não sabemos o que ela está nos dizendo sobre a natureza da realidade.

O cérebro é uma caixa preta

Sobre como o cérebro sustenta nossa mente e consciência, ainda sabemos muito pouco, mesmo que os avanços nas técnicas de imagem nas últimas duas décadas tenham revelado, até certo ponto, como aglomerados de neurônios, muitas vezes em diferentes regiões do cérebro, , acendem sob diferentes estímulos, como luzes em uma árvore de Natal. Em poucas palavras, a questão aqui é que marcar a atividade neuronal é a parte mais fácil da tarefa. A parte difícil é entender como os neurônios ativos conspiram para criar o sentido de quem somos – ou seja, traduzir a atividade bioelétrica e o fluxo sanguíneo em autoconsciência.

No século XVII, Descartes propôs dividir mente e matéria: enquanto a matéria tem extensão espacial (na verdade, preenchendo o espaço completamente, segundo Descartes), a mente não. A mente não é matéria, mas, de maneiras que até mesmo Descartes perplexo, pode influenciar a matéria. Como algo que é imaterial influencia algo que é material? Descartes também postulou que a mente precede a matéria, a essência de seu famoso “Penso, logo existo”. Esse dualismo mente-corpo causou e causa muita confusão, principalmente para aqueles que o utilizam para defender a existência de algum tipo de alma ou espírito independente da matéria e que pode sobreviver à sua inexorável decadência. Como o “eu” que é você persiste sem as estruturas de ancoragem do cérebro material?

Em grande parte, cientistas e filósofos defendem que só existe matéria. O fato de o funcionamento do cérebro permanecer misterioso não se deve a alguma entidade imaterial, mas à nossa própria dificuldade de entender sua complexidade. Há quem proponha que, para entender o cérebro, devemos começar de baixo para cima: dos neurônios individuais às ligações sinápticas e dos neurotransmissores que fluem entre eles aos aglomerados de neurônios e circuitos cerebrais. Existem aqueles, especialmente os filósofos Thomas Nagel, Colin McGinn e David Chalmers, às vezes conhecidos como “Mysterians”, que defendem que somos cognitivamente incapazes de (ou, como McGinn coloca, “cognitivamente fechados” para) compreender a consciência – ou seja, a experiência subjetiva que temos quando estamos sentindo algo, seja o tom de uma cor ou nos apaixonando.

A mecânica quântica pode explicar a consciência?

O comportamento bizarro dos sistemas quânticos inspira especulações sobre como eles podem desempenhar um papel no funcionamento do cérebro. Afinal, se adotarmos uma abordagem de baixo para cima, o cérebro é feito de neurônios; e os neurônios, como qualquer outra célula, precisam de proteínas e uma série de biomoléculas para funcionar. Como os efeitos quânticos ocorrem no nível molecular, é possível que eles possam fazer algo importante para a consciência.

O primeiro efeito quântico que pode ser relevante é a superposição, o fato de que desde escalas subatômicas até escalas moleculares, os sistemas podem existir em muitos estados quânticos ao mesmo tempo. Por exemplo, antes de um elétron ser detectado, ele pode estar em vários lugares ao mesmo tempo – ou pelo menos é assim que interpretamos os dados . A maquinaria matemática da mecânica quântica nos permite calcular a probabilidade de que o elétron seja encontrado aqui ou ali, uma vez medido. Antes de haver uma medição, no entanto, não podemos dizer com certeza onde está o elétron. Os dados, então, são as medidas da posição do elétron dentro da precisão do dispositivo de medição.

Os pensamentos poderiam existir em algum tipo de superposição quântica em um nível inconsciente apenas para se tornarem conscientes quando há uma seleção específica – semelhante a uma medição da posição do elétron? Isto é o que o físico ganhador do Prêmio Nobel Roger Penrose e o anestesista Stuart Hameroff propuseram . (Abaixo está um vídeo muito instrutivo de sua visão.)

A entidade ativa que promove a seleção é uma proteína chamada tubulina, que forma os microtúbulos que fornecem o suporte esquelético do neurônio. Os microtúbulos podem ser uma espécie de rede de rodovias quânticas que suportam a superposição e os estados emaranhados da tubulina dentro dos neurônios. Eles supostamente atuam como um computador quântico para otimizar o desempenho neuronal e interneuronal. Outras ideias vêm da Teoria da Informação Integrada de Giulio Tononi e Christoph Koch , que eles afirmam se aplicar a vibrações quânticas em microtúbulos.

O segundo efeito quântico que pode ser relevante é o emaranhamento, a capacidade de dois ou mais sistemas quânticos estabelecerem ligações entre si que são sustentadas por longas distâncias espaciais. Dizemos que os estados emaranhados se comportam como uma entidade única, perdendo suas identidades individuais. A ideia aqui é usar o aspecto espacial de estados emaranhados para “espalhar” efeitos quânticos com uma determinada assinatura por longas distâncias dentro das redes neuronais.

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Água fria para a consciência quântica

Houve fortes críticas às idéias de Penrose e Hameroff de ângulos experimentais e teóricos. Argumentos teóricos, por exemplo apresentados pelo físico do MIT Max Tegmark, sugerem que o cérebro é um ambiente muito ocupado e quente para sustentar estados quânticos coerentes. De fato, estados quânticos coerentes são muito frágeis: influências do ambiente circundante (como moléculas em colisão ou vibrações de calor) podem facilmente destruir a superposição de estados, selecionando apenas um deles. Com efeito, o ambiente cerebral quente pode transformar a mecânica quântica em física clássica. Nesse caso, os efeitos quânticos seriam desprezíveis.

Não há dúvida de que os efeitos quânticos adicionam um grau de perplexidade à nossa compreensão do mundo. Também é verdade que, pelo menos no nível sináptico, onde uma série de neurotransmissores flui através de estreitas portas de aceitação, os efeitos quânticos podem de fato desempenhar um papel. Atualmente, a opinião da maioria aponta para uma explicação clássica para o funcionamento do cérebro através da miríade de acoplamentos de aglomerados neuronais e seus disparos incessantes.

Dada a natureza complexa da conectividade interneuronal, certamente há espaço para exploração e especulação. Como é frequentemente o caso, a solução pode não ser “ou-ou”, mas “ambos”. Pode haver cooperação entre efeitos quânticos e clássicos que determinam conjuntamente o funcionamento do cérebro em diferentes níveis.

Seja qual for a resolução, ainda não sabemos como evitar os argumentos dos Mysterians. A natureza da consciência pode ser um daqueles “incognoscíveis” com os quais muitas pessoas acharão muito difícil conviver. Eu, por exemplo, abraço. Essa incognoscibilidade pode muito bem ser o que resgatará o que resta de nossa humanidade da mecanização e objetivação imparáveis ​​da existência moderna.

Via Big Think