Orkestroiduksi objektiiviseksi reduktioksi (”Orch OR”) kutsutun teorian esitti ensimmäisen kerran 1990-luvun puolivälissä arvostettu matemaattinen fyysikko Sir Roger Penrose, FRS, Matematiikan instituutti ja Wadham College, Oxfordin yliopisto, ja merkittävä anestesiologi Stuart Hameroff, MD, anestesiologia, psykologia ja tietoisuuden tutkimuskeskus, Arizonan yliopisto, Tucson. He ehdottivat, että mikrotubulusten kvanttivärähtelylaskennat ”orkestroidaan” (”Orch”) synaptisten syötteiden ja mikrotubuluksiin tallennetun muistin avulla ja että ne lopetetaan Penrosen ”objektiivisella pelkistämisellä” (”OR”), mistä johtuu ”Orch OR”. Mikrotubulukset ovat solun rakenteellisen luurangon pääkomponentteja.
Orch OR:ää kritisoitiin ankarasti alusta alkaen, koska aivoja pidettiin liian ”lämpiminä, märkinä ja meluisina” näennäisen herkille kvanttiprosesseille … Nyt on kuitenkin saatu todisteita lämpimästä kvanttikoherenssista kasvien fotosynteesissä, lintujen aivojen navigoinnissa, hajuaistissamme ja aivojen mikrotubuluksissa. Filosofian tohtori Anirban Bandyopadhyayn johtaman tutkimusryhmän äskettäinen löytö lämpimän lämpötilan kvanttivärähtelyistä aivojen neuronien sisällä olevissa mikrotubuluksissa Tsukubassa Japanissa (ja nyt MIT:ssä) sijaitsevassa kansallisessa materiaalitieteiden instituutissa vahvistaa parin teoriaa ja viittaa siihen, että myös EEG-rytmit ovat peräisin syvemmän tason mikrotubulusvärähtelyistä. Lisäksi Pennsylvanian yliopistossa toimivan lääketieteen tohtori Roderick G. Eckenhoffin laboratoriossa tehdyt työt viittaavat siihen, että anestesia, joka valikoivasti poistaa tietoisuuden ja säästää ei-tietoiset aivotoiminnot, vaikuttaa aivojen hermosolujen mikrotubulusten kautta.
”Tietoisuuden synty heijastaa paikkaamme maailmankaikkeudessa, olemassaolomme luonnetta. Kehittyikö tietoisuus aivojen neuronien monimutkaisista laskutoimituksista, kuten useimmat tutkijat väittävät? Vai onko tietoisuus jossakin mielessä ollut täällä koko ajan, kuten hengelliset lähestymistavat väittävät?” kysyvät Hameroff ja Penrose tässä katsauksessa. ”Tämä avaa potentiaalisen Pandoran lippaan, mutta teoriamme mahtuu molempiin näihin näkemyksiin, sillä se ehdottaa, että tietoisuus on peräisin kvanttivärähtelyistä mikrotubuluksissa, aivojen hermosolujen sisällä olevissa proteiinipolymeereissä, jotka sekä ohjaavat hermosolujen ja synapsien toimintaa että yhdistävät aivoprosessit itseorganisoituviin prosesseihin todellisuuden hienojakoisessa, ’prototietoisessa’ kvanttirakenteessa.”
Kahdeksankymmenen vuoden skeptisen kritiikin jälkeen ”todistusaineisto puoltaa nyt yksiselitteisesti orkideaOR:ia”
, jatkavat Hameroff ja Penrose. ”Uusi artikkelimme päivittää todistusaineiston, selventää Orch OR:n kvanttibitit eli ”qubitit” kierteisiksi poluiksi mikrotubulusten ristikoissa, kumoaa kritiikin ja tarkastelee 20 testattavaa Orch OR:n ennustetta, jotka julkaistiin vuonna 1998 – näistä kuusi on vahvistettu eikä yhtään kumottu.”
Teorian tärkeä uusi puoli esitellään. Mikrotubulusten kvanttivärähtelyt (esim. megahertseissä) näyttävät häiritsevän ja tuottavan paljon hitaampia EEG:n ”lyöntitaajuuksia”. Vuosisadan kliinisestä käytöstä huolimatta EEG-rytmien perimmäinen alkuperä on pysynyt mysteerinä. Kliiniset kokeet lyhytaikaisesta aivostimulaatiosta, joka kohdistuu mikrotubulusten resonansseihin megahertsin mekaanisilla värähtelyillä transkraniaalisen ultraäänen avulla, ovat osoittaneet raportoituja parannuksia mielialaan, ja ne voivat osoittautua tulevaisuudessa hyödyllisiksi Alzheimerin taudin ja aivovammojen hoidossa.
Lead author Stuart Hameroff toteaa: ”Orch OR on tiukin, kattavin ja menestyksekkäimmin testattu teoria tietoisuudesta, joka on koskaan esitetty. Käytännön näkökulmasta aivojen mikrotubulusten värähtelyjen hoitaminen voisi hyödyttää monia henkisiä, neurologisia ja kognitiivisia sairauksia.”
Katsaukseen liittyy kahdeksan kommenttia ulkopuolisilta auktoriteeteilta, mukaan lukien australialaisryhmä Orch OR:n arkkiskeptikkoja. Kaikkiin Hameroff ja Penrose vastaavat jämäkästi.
Penrose, Hameroff ja Bandyopadhyay tutkivat teorioitaan istunnossa ”Microtubules and the Big Consciousness Debate” Brainstorm Sessions -tapahtumassa, joka on julkinen kolmepäiväinen tapahtuma Amsterdamissa Hollannin Brakke Grondissa 16.-18. tammikuuta 2014. He ottavat skeptikot mukaan keskusteluun tietoisuuden luonteesta, ja Bandyopadhyay ja hänen ryhmänsä kytkevät aktiivisten neuronien mikrotubulusten värähtelyt intialaisten soittimien soittamiseen. ”Tietoisuus riippuu hermosolujen sisällä olevien mikrotubulusten anharmonisista värähtelyistä, jotka muistuttavat tietynlaista intialaista musiikkia, mutta toisin kuin länsimainen musiikki, joka on harmonista”, Hameroff selittää.