La revisione e l'aggiornamento di una teria controversa sulla coscienza, vecchia di 20 anni, pubblicata in Physics of Life Reviews, sostiene che la consapevolezza deriva dall'attività di livello più profondo, di scala più fine, all'interno dei neuroni cerebrali.

La recente scoperta di vibrazioni quantiche nei "microtubuli" all'interno dei neuroni cerebrali conferma questa teoria, secondo la revisione degli autori Stuart Hameroff e Sir Roger Penrose. Essi suggeriscono che i ritmi EEG (le onde cerebrali) derivano anche da vibrazioni nei microtubuli al livello più profondo, e che da un punto di vista pratico, trattare le vibrazioni dei microtubuli cerebrali potrebbe dare benefici ad una serie di condizioni mentali, neurologiche e cognitive.

La teoria, chiamata "riduzione oggettiva orchestrata" (Orch OR), è stata proposta a metà degli anni '90 dall'eminente fisico matematico Sir Roger Penrose, FRS, del Mathematical Institute and Wadham College dell'Università di Oxford, e dall'illustre anestesista Stuart Hameroff, MD, del Centro Studi su Anestesiologia, Psicologia e Coscienza della University of Arizona di Tucson. Essi suggeriscono che i calcoli quantici vibrazionali nei microtubuli sono "orchestrati" ("Orch") dagli stimoli sinaptici e dalla memoria immagazzinata nei microtubuli, e terminati dalla "riduzione oggettiva" ('O') di Penrose, ecco perchè "Orch OR". I microtubuli sono i principali componenti dello scheletro strutturale della cellula.

La Orch OR è stata duramente criticata dal suo inizio, in quanto il cervello era considerato troppo "caldo, umido, e rumoroso" per tali processi quantici apparentemente delicati. Tuttavia, l'evidenza ha dimostrato una coerenza quantica calda nella fotosintesi delle piante, nella navigazione cerebrale degli uccelli, nel nostro senso dell'olfatto, e nei microtubuli cerebrali.

La recente scoperta di vibrazioni quantiche a temperatura calda nei microtubuli all'interno dei neuroni cerebrali, ottenuta dal gruppo di ricerca guidato da Anirban Bandyopadhyay, PhD, dell'Istituto Nazionale di Scienza dei Materiali di Tsukuba, in Giappone (e ora al MIT), corrobora la teoria della coppia e suggerisce che i ritmi EEG derivano anche da vibrazioni nei microtubuli a livello più profondo. Inoltre, il lavoro del laboratorio di Roderick G. Eckenhoff, MD, all'Università della Pennsylvania, suggerisce che l'anestesia, che cancella la consapevolezza in modo selettivo, risparmiando l'attività del cervello non cosciente, agisce attraverso i microtubuli nei neuroni cerebrali.

"L'origine della consapevolezza riflette il nostro posto nell'universo, la natura della nostra esistenza. Forse la coscienza evolve da calcoli complessi nei neuroni del cervello, come afferma la maggior parte degli scienziati? O la coscienza, in un certo senso, è lì da sempre, come sostengono gli approcci spirituali?" si chiedono Hameroff e Penrose nella revisione corrente. "Questo apre un potenziale vaso di Pandora, ma la nostra teoria concilia entrambi questi punti di vista, suggerendo che la coscienza deriva da vibrazioni quantiche nei microtubuli, polimeri proteici ​​all'interno dei neuroni cerebrali, che governano le funzioni neuronale e sinaptica, e collegano i processi cerebrali ai processi di auto-organizzazione nella struttura quantica 'proto-cosciente' della realtà, di scala fine".

Dopo 20 anni di critica scettica, "l'evidenza ora supporta chiaramente la «Orch OR»", continuano Hameroff e Penrose. "Il nostro nuovo studio aggiorna le prove, chiarisce che i bit quantici Orch OR ("qubit") sono percorsi elicoidali nei reticoli di microtubuli, respinge critiche, e rivede 20 previsioni verificabili sull'Orch OR pubblicate nel 1998; di queste, sei sono confermate e nessuna confutata".

Viene introdotto un nuovo aspetto importante della teoria. Le vibrazioni quantiche nei microtubuli (es.: in megahertz) sembrano interferire e produrre "frequenze di battito" EEG molto più lente. Nonostante un secolo di uso clinico, le origini alla base dei ritmi EEG sono rimaste misteriose. Gli studi clinici su brevi stimolazioni cerebrali che puntano alla risonanza dei microtubuli con le vibrazioni meccaniche megahertz, usando ultrasuoni transcranici, hanno mostrato miglioramenti auto-riferiti dell'umore, e possono risultare utili in futuro contro l'Alzheimer e le lesioni cerebrali.

L'autore principale Stuart Hameroff conclude che "la Orch OR è la teoria più rigorosa, completa e verificata della coscienza mai formulata. Dal punto di vista pratico, trattare le vibrazioni dei microtubuli cerebrali potrebbe dare benefici ad una serie di condizioni mentali, neurologiche e cognitive". La revisione è accompagnata da otto commenti di autorità esterne, compreso un gruppo australiano arci-scettico sull'Orch OR. A tutti, Hameroff e Penrose rispondono con argomenti robusti.

Penrose, Hameroff e Bandyopadhyay stanno approfondendo le loro teorie durante un simposio pubblico di tre giorni al Brakke Grond di Amsterdam, dal 16 al 18 Gennaio 2014. Essi terranno impegnati gli scettici in un dibattito sulla natura della coscienza, e Bandyopadhyay con il suo team abbinerà le vibrazioni dei microtubuli di neuroni attivi per suonare strumenti musicali indiani. "La coscienza dipende da vibrazioni anarmoniche dei microtubuli all'interno dei neuroni, in modo simile a certi tipi di musica indiana, ma in modo diverso dalla musica occidentale che è armonica", spiega Hameroff.

Fonte: Elsevier.

Riferimenti:

1. Stuart Hameroff and Roger Penrose. Consciousness in the universe: A review of the ‘Orch OR’ theory. Physics of Life Reviews, 2013 DOI: 10.1016/j.plrev.2013.08.002
2. Stuart Hameroff, MD, and Roger Penrose. Reply to criticism of the ‘Orch OR qubit’–‘Orchestrated objective reduction’ is scientifically justified. Physics of Life Reviews, 2013 DOI: 10.1016/j.plrev.2013.11.00
3. Stuart Hameroff, Roger Penrose. Consciousness in the universe. Physics of Life Reviews, 2013; DOI: 10.1016/j.plrev.2013.08.002

Pubblicato in elsevier.com (> English text) - Traduzione di Franco Pellizzari.

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