Une expérience sur des rongeurs dévoile l’architecture secrète de la conscience
Une expérience révolutionnaire menée sur des rats sous anesthésie a convaincu des scientifiques que de minuscules structures situées dans le cerveau des rongeurs sont responsables de l’expérience de la conscience. Pour parvenir à ce résultat, ces structures microscopiques en forme de tubes creux, appelées « microtubules », ne s’appuient pas sur la physique classique que nous côtoyons au quotidien. Au lieu de cela, les experts estiment que les microtubules effectuent des opérations incroyables relevant du domaine quantique. En citant les travaux de chercheurs précédents, l’étude déduit que le même type d’opérations quantiques se produit probablement dans le cerveau humain.
Lors de leurs expériences sur le cerveau des rats, les scientifiques du Wellesley College, dans le Massachusetts, ont administré aux rongeurs de l’isoflurane, un type d’anesthésique général inhalé utilisé pour induire et maintenir l’inconscience lors de procédures médicales. Un groupe de rats drogués a également reçu des médicaments stabilisateurs de microtubules, tandis que l’autre n’en a pas reçu. Les chercheurs ont découvert que les molécules stabilisatrices de microtubules maintenaient les rats conscients plus longtemps que les rats non stabilisés.
Ces derniers ont perdu plus rapidement leur « réflexe de redressement », c’est-à-dire la capacité de rétablir une posture normale, selon leurs conclusions publiées dans la revue évaluée par des pairs eNeuro en août 2024. L’étude de Wellesley est significative car la source physique de la conscience est restée un mystère pendant des décennies. Il s’agit d’une étape majeure vers la vérification d’une théorie selon laquelle nos cerveaux effectuent des opérations quantiques, et que cette capacité génère notre conscience — une idée qui a gagné du terrain au cours des trois dernières décennies.
La théorie du Prix Nobel : quand la physique quantique explique l’esprit
La notion selon laquelle la physique quantique doit être le mécanisme sous-jacent de la conscience a émergé pour la première fois dans les années 1990. C’est à cette époque que le physicien et lauréat du prix Nobel Roger Penrose, PhD, et l’anesthésiologiste Stuart Hameroff, MD, ont popularisé l’idée que les microtubules neuronaux permettent des processus quantiques dans notre cerveau, donnant naissance à la conscience. Plus précisément, ils ont postulé dans un article de 1996 que la conscience pourrait opérer comme une onde quantique traversant les microtubules du cerveau.
Ceci est connu sous le nom de théorie Orch OR, faisant référence à la capacité des microtubules à effectuer des calculs quantiques par le biais d’un processus mathématique que Penrose appelle la « réduction objective ». En physique quantique, une particule n’existe pas de la manière dont la physique classique l’observe, avec un emplacement physique défini. Au lieu de cela, elle existe sous la forme d’un nuage de probabilités. Si elle entre en contact avec son environnement, comme lorsqu’un appareil de mesure l’observe, alors la particule perd sa « superposition » d’états multiples.
Elle s’effondre alors dans un état défini et mesurable, l’état dans lequel elle a été observée. Penrose a émis l’hypothèse que « chaque fois qu’une fonction d’onde quantique s’effondre de cette manière dans le cerveau, cela donne lieu à un moment d’expérience consciente ». Si cette théorie quantique de la conscience liée aux microtubules s’avère exacte, elle pourrait révolutionner notre compréhension de la conscience et même renforcer la théorie pionnière selon laquelle, à un niveau quantique, la conscience est capable d’être en tous lieux en même temps. En d’autres termes, elle peut exister partout simultanément, suggérant que votre propre conscience peut hypothétiquement se connecter avec des particules quantiques au-delà de votre cerveau, s’intriquant peut-être avec la conscience à travers tout l’univers.
Le débat de la température : le cerveau est-il trop chaud pour le quantique ?
De nombreux scientifiques rejettent la théorie Orch OR parce que les effets quantiques n’ont été produits en laboratoire que sous des températures extrêmement froides. Par exemple, notre technologie inclut désormais des ordinateurs quantiques, mais leurs opérations reposent sur des températures proches du zéro absolu (environ -273 degrés Celsius) pour maintenir leurs états quantiques. Le cerveau chaud se situe bien en dehors de ces limites, à environ 32–40 degrés Celsius (environ 90–104 degrés Fahrenheit) dans les régions les plus profondes du cerveau, selon une étude de 2022.
Pourtant, les scientifiques ont collecté un ensemble prometteur de données au fil des ans indiquant que certaines opérations au niveau quantique chez les animaux et les plantes pourraient en fait être responsables des fonctions de la vie. Par exemple, les scientifiques théorisent que les plantes, qui vivent à des températures bien plus chaudes que le zéro absolu, utilisent probablement des processus quantiques pour convertir efficacement la lumière en énergie.
D’abord, les plantes transforment les photons, ou particules de lumière, en une forme de matière appelée excitons, les transportant vers les chloroplastes de la plante pour démarrer la photosynthèse. Durant ce voyage, les excitons doivent naviguer autour d’autres structures internes de la plante — assez vite pour préserver leur énergie jusqu’à leur destination. Les scientifiques suggèrent que les plantes doivent utiliser la propriété quantique de superposition afin d’essayer tous les chemins possibles simultanément. De cette façon, les excitons peuvent arriver à leur destination de la manière la plus efficace possible.
Intrication à distance : le rôle clé de la myéline
De la même manière, il pourrait être logique que les milliards de neurones s’activant simultanément dans le cerveau fonctionnent sous la propriété d’« action à distance » de l’intrication quantique — le potentiel pour deux particules très éloignées l’une de l’autre d’être connectées. Les scientifiques ont déjà observé ce phénomène dans des particules atomiques. Lorsqu’ils étudiaient une particule, une autre particule très distante changeait également ses propriétés, même si les deux n’étaient apparemment connectées d’aucune façon.
Une étude d’août 2024 dans la revue Physics Review E propose qu’un matériau gras appelé myéline, qui gaine l’axone de la cellule cérébrale, fournit l’environnement idéal pour cette intrication. Puisque le cerveau semble capable d’effectuer des opérations quantiques pour faciliter nos pensées, certains scientifiques supposent que ce processus donne naissance à notre conscience.
Cette hypothèse ouvre des perspectives fascinantes sur la nature même de la pensée humaine. Si la myéline permet effectivement cette connexion instantanée entre des parties éloignées du cerveau, cela expliquerait la rapidité et la complexité de nos processus cognitifs, bien au-delà de ce que la simple transmission chimique pourrait justifier.
Des signaux lumineux qui défient le temps
Deux études phares antérieures soutiennent également une perspective quantique sur la conscience. Toutes deux impliquaient des expériences projetant des particules de lumière dans des microtubules et observant que le signal ne se dégradait pas. En fait, selon ces études, les expériences ont démontré que des états quantiques dans la signalisation des microtubules peuvent exister et existent probablement.
L’une des études, une expérience menée par le physicien et professeur d’oncologie Jack Tuszyński, PhD, a utilisé des photons ultraviolets pour créer des réactions quantiques pendant jusqu’à cinq nanosecondes. Cette cohérence quantique a duré des milliers de fois plus longtemps que ce que les chercheurs attendaient dans un microtubule. De manière similaire, à l’Université de Floride centrale, des chercheurs ont projeté de la lumière visible dans une extrémité de microtubules et ont mesuré combien de temps les microtubules mettaient à émettre cette lumière.
Ils ont observé une réémission de cette lumière sur des centaines de millisecondes à des secondes — plus qu’assez de temps pour que le cerveau effectue toutes ses fonctions. Cette observation fournit une preuve concrète que les neurones sont capables de travailler à des vitesses qui permettent des opérations quantiques. Cela nous rapproche encore d’un pas vers la compréhension exacte de la manière dont nos cerveaux — et peut-être notre conscience même — sont liés à un univers quantique.
Vers une nouvelle ère de compréhension
L’esprit « en tant que phénomène quantique » « façonnerait notre réflexion sur une grande variété de questions connexes, telles que la question de savoir si les patients dans le coma ou les animaux non humains sont conscients », déclare le neuroscientifique et professeur au Wellesley College Mike Wiest, PhD, dans un communiqué de presse concernant la récente étude de son équipe sur l’anesthésie.
Au-delà des implications théoriques, ces recherches pourraient transformer la médecine. En plus de ce nouveau travail nous aidant à comprendre davantage comment traiter les problèmes de santé liés au cerveau, il affirme : « … nous serons entrés dans une nouvelle ère dans notre compréhension de ce que nous sommes. »
Cette déclaration souligne l’ampleur du changement de paradigme qui s’annonce. Si notre conscience est effectivement un processus quantique, les frontières entre la biologie, la physique et la philosophie pourraient s’effacer, nous obligeant à repenser notre place dans l’univers.
Selon la source : popularmechanics.com
Créé par des humains, assisté par IA.
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