La física cuántica en el cerebro

La vida es una maravilla. ¿Cómo es que puedes percibir a otras personas frente a ti en tal detalle tridimensional, cada uno percibiendo eventos de forma subjetiva, mientras que también logran comunicarse dentro de una realidad compartida aparentemente muy real? ¿Cómo funciona tu conciencia?

Para entender, considera la nube de actividad cuántica que rodea las innumerables ocurrencias neuroeléctricas del cerebro. Si es una observación hecha en la conciencia, entonces ¿por qué no debería contar un evento subconsciente?

La respuesta es que las actividades a nivel subconsciente están en una superposición cuántica, es decir, todas las posibilidades coexisten simultáneamente. Pero en el momento en que sus resultados aparecen en la conciencia, se hace una "elección" perceptible. Esto es clave porque, como se explica en el nuevo libro El Gran Diseño Biocéntrico, siempre hay muchas cadenas posibles de actividades cerebrales. Pero cuando la conciencia cuelga de una de ellas—subjetivamente percibida como la conciencia de un resultado definido—esto ahora puede describirse matemáticamente como un colapso de la función de onda.

Recordemos el famoso experimento mental "El Gato de Schrödinger", en el que un gato puede ser considerado tanto muerto como vivo (existe en una superposición cuántica) hasta que un observador abre la caja y se observa un estado u otro. En ese ejemplo, una cadena de eventos que conduce al estado ambiguo del gato comenzó con una fuente de radiación monitoreada por un contador Geiger.

La función de onda del material radiactivo era una superposición de dos estados (uno en el que hay una desintegración y otro en el que no lo hay). Pero simplifiquemos transfiriendo el experimento a un laboratorio moderno. Si hay un deterioro, el contador detecta un fotón y produce un clic que entra en los oídos del técnico. Allí el sonido se transforma en una señal electroquímica que se transmite al cerebro donde se interpreta en la consciencia como un clic. Toda esta secuencia de eventos comprende una posible cadena de actividad cerebral, pero nótese que la desintegración física radiactiva y las respuestas neuronales están inexorablemente unidas en un solo resultado. La otra cadena corresponde al caso en el que no hubo decaimiento, y eso corresponde a una cadena diferente de actividad cerebral que conduce a la conciencia de "no clic".

Por lo tanto, hay dos ramas de posibilidad: una que termina con la conciencia consciente de un clic y la otra en la que solo había silencio. Según la teoría cuántica, ambas eran igualmente reales (en superposición) hasta el momento de la percepción. Pero desde mi perspectiva en primera persona, no puedo estar en una superposición de estos dos estados de conciencia, porque son mutuamente excluyentes: obviamente no puedo escuchar un clic y al mismo tiempo no escucharlo. Así que me encuentro exactamente en uno de esos dos estados de conciencia.

Lo que puede ser noticia es que las dos ramas se extienden para incluir el radio radiactivo, la membrana timpánica vibrante del oído y todas las neuronas del cerebro. Todos son inexorablemente una parte de una sola rama de posibilidad y son inseparables.

Cómo se involucra el cerebro en superposiciones y su colapso en una experiencia singular depende de cómo procesa la información. El cerebro procesa la información a través de señales electroquímicas. Las neuronas son eléctricamente excitables. Los iones de sodio, potasio, cloro y calcio fluyen a lo largo de los canales iónicos en la membrana de la célula causando cambios en el voltaje de la membrana. Si el voltaje cambia lo suficiente, se genera un pulso electroquímico que puede activar las conexiones sinápticas con otras células. Toda la información en el cerebro está mediada en última instancia a través de la dinámica iónica.

Estos iones y los canales por los que pasan son muy pequeños. Como señaló el físico Henry Stapp: "esto crea, de acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg, una incertidumbre correspondientemente grande en la dirección del movimiento del ion... Eso significa que la cuestión de si el ion de calcio (en combinación con otros iones de calcio) produce una exocitosis es una cuestión cuántica básicamente similar a la cuestión de si una partícula cuántica pasa o no a través de una u otra rendija en el caso del experimento de Doble Rendija. De acuerdo con la teoría cuántica la respuesta es "ambos".

Sin embargo, hay mucho más en el mecanismo que los canales de calcio. Por ejemplo, las sondas electrofisiológicas nos permiten estudiar el movimiento de iones dentro de las células del cerebro, lo que nos permite capturar todo el mecanismo involucrado en la aparición del tiempo, comenzando desde el nivel cuántico (donde todo está todavía en superposición) hasta los eventos macroscópicos que ocurren en el neurocircuito del cerebro (ver El Gran Diseño Biocéntrico para más información sobre el cerebro y la aparición del tiempo).

La ecuación se reduce a una nube de información cuántica cuando se expande el mecanismo para incluir la dinámica iónica involucrada en toda la secuencia temporal de eventos, desde los cambios en los gradientes iónicos dentro de la célula hasta la activación de axones. La historia subyacente involucra la información cuántica que surge de una vez cuando el proceso se expande para incluir la dinámica iónica y sus superposiciones.

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Esto se debe a que la modulación de la dinámica iónica a nivel cuántico permite que todas las partes del sistema de información que asociamos con la conciencia (con el sentimiento unitario del "yo") estén interconectadas simultáneamente.

Esta es la clave. Lo que es relevante aquí es que esas regiones entretejidas del cerebro, que juntas constituyen el sistema percibido como conciencia, surgen como tales porque un sentido de "tiempo" emerge simultáneamente a través de todos los algoritmos/neurocircuitos espaciales responsables de generar una experiencia consciente.

Es importante tener en cuenta que la separación espacial entre las neuronas en el cerebro no tiene sentido antes de que ocurra este proceso. Es un fenómeno de todo o nada.

En un momento dado, hay una nube de actividad cuántica asociada con la conciencia. Lo que experimentas cambia dependiendo de qué recuerdos y emociones se reclutan en el sistema en ese momento, correspondiendo a diferentes redes en el cerebro. Esta lógica espaciotemporal se extiende al resto del sistema nervioso y al mundo entero que observas en ese momento. Otra evidencia de esto se encuentra en pacientes con Trastorno Disociativo de la Personalidad que tienen identidades distintas como en el famoso caso de Sybil. El mismo cerebro puede tener múltiples regiones que cada una experimenta un "yo" diferente. En tales casos, una gran parte del neurocircuito asociado con cada sistema enredado puede superponerse, y el carácter distintivo, es decir, el "yo" diferente, puede surgir porque se reclutan diferentes recuerdos y áreas de emoción en diferentes momentos. Sybil podría ser "Peggy" ahora y "Vicki" mañana, dependiendo de las áreas del cerebro que están involucradas en un momento dado.

En realidad podemos observar el proceso, porque se han realizado experimentos análogos que ilustran muy bien las superposiciones. En un experimento publicado en la prestigiosa revista Science, los científicos dispararon fotones en un aparato y mostraron que se podían alterar retroactivamente si estos fotones se comportaban como partículas o como ondas. Los fotones tenían que "decidir" qué hacer cuando pasaban una bifurcación en el aparato. Más tarde, después de viajar casi 50 metros más allá de la horquilla, el experimentador podría encender un interruptor... y si lo hacía o no, determinaba cómo se comportaba la partícula en la bifurcación en el pasado, en otras palabras, nada colapsaba hasta que se hacía la segunda elección/observación en el presente.

Este experimento y otros similares cuestionan seriamente si hay un "pasado fijo". De hecho, físicos como John Wheeler han expresado la firme convicción de que el pasado no surge hasta que los objetos relevantes se observan en el presente. De hecho, Stephen Hawking dijo: "el pasado, como el futuro, es indefinido y existe solo como un espectro de posibilidades".

Efectos cuánticos similares en el cerebro sugieren fuertemente que las decisiones conscientes causan una cascada de consecuencias cuánticas que pueden incluso aparentemente "sobrescribir" configuraciones anteriores. El punto importante aquí es que la dinámica iónica a nivel cuántico proporciona la clave de cómo funciona la conciencia y cómo la mente está unificada con la materia y de hecho, con todo el mundo físico.

Adaptado de El Gran Diseño Biocéntrico por Robert Lanza y Matej Pavsic, con Bob Berman (BenBella Books).