La teoria, chiamata “riduzione oggettiva orchestrata” (‘Orch OR’), è stata avanzata per la prima volta a metà degli anni ’90 dall’eminente fisico matematico Sir Roger Penrose, FRS, Mathematical Institute and Wadham College, University of Oxford, e dall’eminente anestesista Stuart Hameroff, MD, Anesthesiology, Psychology and Center for Consciousness Studies, The University of Arizona, Tucson. Hanno suggerito che i calcoli vibrazionali quantistici nei microtubuli erano “orchestrati” (“Orch”) dagli input sinaptici e dalla memoria immagazzinata nei microtubuli, e terminati da Penrose “riduzione oggettiva” (‘OR’), da cui “Orch OR”. I microtubuli sono componenti principali dello scheletro strutturale della cellula.
Orch OR fu aspramente criticato fin dal suo inizio, poiché il cervello era considerato troppo “caldo, umido e rumoroso” per processi quantistici apparentemente delicati. Tuttavia, l’evidenza ha ora mostrato la coerenza quantistica calda nella fotosintesi delle piante, nella navigazione del cervello degli uccelli, nel nostro senso dell’olfatto e nei microtubuli del cervello. La recente scoperta di vibrazioni quantiche a temperatura calda nei microtubuli all’interno dei neuroni del cervello da parte del gruppo di ricerca guidato da Anirban Bandyopadhyay, PhD, al National Institute of Material Sciences di Tsukuba, Giappone (e ora al MIT), corrobora la teoria della coppia e suggerisce che i ritmi EEG derivano anche da vibrazioni dei 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 selettivamente la coscienza risparmiando le attività cerebrali non coscienti, agisce attraverso i microtubuli nei neuroni del cervello.
“L’origine della coscienza riflette il nostro posto nell’universo, la natura della nostra esistenza. La coscienza si è evoluta da complessi calcoli tra i neuroni del cervello, come afferma la maggior parte degli scienziati? O la coscienza, in un certo senso, è sempre stata qui, come sostengono gli approcci spirituali?” chiedono Hameroff e Penrose nella recensione attuale. “Questo apre un potenziale vaso di Pandora, ma la nostra teoria accoglie entrambi questi punti di vista, suggerendo che la coscienza deriva dalle vibrazioni quantistiche nei microtubuli, polimeri proteici all’interno dei neuroni del cervello, che governano sia la funzione neuronale che sinaptica, e collegano i processi cerebrali ai processi di auto-organizzazione nella struttura quantistica su scala fine, ‘proto-cosciente’ della realtà.”
Dopo 20 anni di critiche scettiche, “l’evidenza ora supporta chiaramente l’OR Orch”, continuano Hameroff e Penrose. “Il nostro nuovo articolo aggiorna le prove, chiarisce che i bit quantistici Orch OR, o “qubit”, sono percorsi elicoidali nei reticoli di microtubuli, confuta i critici e rivede 20 previsioni verificabili di Orch OR pubblicate nel 1998 – di queste, sei sono confermate e nessuna confutata.”
Si introduce un nuovo importante aspetto della teoria. Le vibrazioni quantiche dei microtubuli (ad esempio in megahertz) sembrano interferire e produrre “frequenze di battito” EEG molto più lente. Nonostante un secolo di uso clinico, le origini sottostanti dei ritmi EEG sono rimaste un mistero. Sperimentazioni cliniche di una breve stimolazione cerebrale mirata alle risonanze dei microtubuli con vibrazioni meccaniche a megahertz usando gli ultrasuoni transcranici hanno mostrato miglioramenti nell’umore, e in futuro potrebbero rivelarsi utili contro il morbo di Alzheimer e le lesioni cerebrali.
L’autore principale Stuart Hameroff conclude: “Orch OR è la teoria della coscienza più rigorosa, completa e testata con successo mai presentata. Da un punto di vista pratico, il trattamento delle vibrazioni dei microtubuli cerebrali potrebbe beneficiare di una serie di condizioni mentali, neurologiche e cognitive.”
La recensione è accompagnata da otto commenti di autorità esterne, tra cui un gruppo australiano di arci-scettici di Orch OR. A tutti, Hameroff e Penrose rispondono robustamente.
Penrose, Hameroff e Bandyopadhyay esploreranno le loro teorie durante una sessione su “Microtubuli e il grande dibattito sulla coscienza” alle Brainstorm Sessions, un evento pubblico di tre giorni al Brakke Grond di Amsterdam, Paesi Bassi, 16-18 gennaio 2014. Coinvolgeranno gli scettici in un dibattito sulla natura della coscienza, e Bandyopadhyay e il suo team accoppieranno le vibrazioni dei microtubuli dai neuroni attivi per suonare strumenti musicali indiani. “La coscienza dipende dalle vibrazioni anarmoniche dei microtubuli all’interno dei neuroni, simili a certi tipi di musica indiana, ma a differenza della musica occidentale che è armonica”, spiega Hameroff.