La théorie, appelée « réduction objective orchestrée » (« Orch OR »), a été proposée pour la première fois au milieu des années 1990 par l’éminent physicien mathématique Sir Roger Penrose, FRS, Mathematical Institute et Wadham College, Université d’Oxford, et l’éminent anesthésiste Stuart Hameroff, MD, Anesthésiologie, Psychologie et Center for Consciousness Studies, Université d’Arizona, Tucson. Ils ont suggéré que les calculs vibrationnels quantiques dans les microtubules étaient « orchestrés » (« Orch ») par les entrées synaptiques et la mémoire stockée dans les microtubules, et terminés par la « réduction objective » (« OR ») de Penrose, d’où « Orch OR ». Les microtubules sont des composants majeurs du squelette structurel des cellules.
Orch OR a été sévèrement critiqué dès sa création, le cerveau étant considéré comme trop « chaud, humide et bruyant » pour des processus quantiques apparemment délicats…. Cependant, des preuves ont maintenant démontré la cohérence quantique à température chaude dans la photosynthèse des plantes, la navigation du cerveau des oiseaux, notre sens de l’odorat et les microtubules du cerveau. La découverte récente de vibrations quantiques à température chaude dans les microtubules à l’intérieur des neurones du cerveau par le groupe de recherche dirigé par Anirban Bandyopadhyay, PhD, à l’Institut national des sciences des matériaux de Tsukuba, au Japon (et maintenant au MIT), corrobore la théorie du couple et suggère que les rythmes EEG proviennent également de vibrations des microtubules à un niveau plus profond. En outre, les travaux du laboratoire de Roderick G. Eckenhoff, MD, à l’Université de Pennsylvanie, suggèrent que l’anesthésie, qui efface sélectivement la conscience tout en épargnant les activités cérébrales non conscientes, agit via les microtubules dans les neurones du cerveau.
« L’origine de la conscience reflète notre place dans l’univers, la nature de notre existence. La conscience a-t-elle évolué à partir de calculs complexes entre les neurones du cerveau, comme l’affirment la plupart des scientifiques ? Ou la conscience a-t-elle, d’une certaine manière, été là depuis le début, comme le soutiennent les approches spirituelles ? » demandent Hameroff et Penrose dans la revue actuelle. « Cela ouvre une boîte de Pandore potentielle, mais notre théorie s’accommode de ces deux points de vue, suggérant que la conscience dérive des vibrations quantiques dans les microtubules, des polymères protéiques à l’intérieur des neurones du cerveau, qui à la fois gouvernent la fonction neuronale et synaptique, et relient les processus cérébraux aux processus d’auto-organisation dans la structure quantique à fine échelle, « proto-consciente », de la réalité. »
Après 20 ans de critiques sceptiques, « les preuves soutiennent maintenant clairement Orch OR », poursuivent Hameroff et Penrose. « Notre nouvel article met à jour les preuves, clarifie les bits quantiques Orch OR, ou « qubits », en tant que chemins hélicoïdaux dans les treillis de microtubules, réfute les critiques et passe en revue 20 prédictions testables de Orch OR publiées en 1998 — parmi celles-ci, six sont confirmées et aucune réfutée. »
Une nouvelle facette importante de la théorie est introduite. Les vibrations quantiques des microtubules (par exemple en mégahertz) semblent interférer et produire des « fréquences de battement » EEG beaucoup plus lentes. Malgré un siècle d’utilisation clinique, les origines sous-jacentes des rythmes EEG sont restées un mystère. Les essais cliniques de brèves stimulations cérébrales visant les résonances des microtubules avec des vibrations mécaniques de l’ordre du mégahertz à l’aide d’ultrasons transcrâniens ont montré des améliorations rapportées de l’humeur, et pourraient s’avérer utiles contre la maladie d’Alzheimer et les lésions cérébrales à l’avenir.
L’auteur principal Stuart Hameroff conclut : « L’OR Orch est la théorie de la conscience la plus rigoureuse, complète et testée avec succès jamais proposée. D’un point de vue pratique, le traitement des vibrations des microtubules du cerveau pourrait être bénéfique à une foule de conditions mentales, neurologiques et cognitives.
La revue est accompagnée de huit commentaires d’autorités extérieures, dont un groupe australien d’archi-sceptiques d’Orch OR. À tous, Hameroff et Penrose répondent de manière robuste.
Penrose, Hameroff et Bandyopadhyay exploreront leurs théories lors d’une session sur « les microtubules et le grand débat sur la conscience » lors des Brainstorm Sessions, un événement public de trois jours au Brakke Grond à Amsterdam, aux Pays-Bas, du 16 au 18 janvier 2014. Ils engageront les sceptiques dans un débat sur la nature de la conscience, et Bandyopadhyay et son équipe coupleront les vibrations des microtubules des neurones actifs pour jouer des instruments de musique indiens. « La conscience dépend des vibrations anharmoniques des microtubules à l’intérieur des neurones, similaires à certains types de musique indienne, mais contrairement à la musique occidentale qui est harmonique », explique Hameroff.