De theorie, ‘georkestreerde objectieve reductie’ (‘Orch OR’) genoemd, werd in het midden van de jaren negentig voor het eerst naar voren gebracht door de eminente mathematisch fysicus Sir Roger Penrose, FRS, Mathematisch Instituut en Wadham College, Universiteit van Oxford, en vooraanstaand anesthesioloog Stuart Hameroff, MD, Anesthesiologie, Psychologie en Centrum voor Bewustzijnsstudies, De Universiteit van Arizona, Tucson. Zij stelden voor dat kwantumvibrationele berekeningen in microtubuli werden “georkestreerd” (“Orch”) door synaptische inputs en geheugen opgeslagen in microtubuli, en beëindigd door Penrose “objectieve reductie” (“OR”), vandaar “Orch OR”. Microtubules zijn belangrijke onderdelen van het structurele skelet van de cel.
Orch OR werd hard bekritiseerd vanaf het begin, omdat de hersenen werden beschouwd als te “warm, nat, en lawaaierig” voor schijnbaar delicate quantum processen…. Er is nu echter bewijs dat warme kwantumcoherentie voorkomt in plantenfotosynthese, vogelnavigatie, onze reukzin en hersenmicrotubuli. De recente ontdekking van warme temperatuur kwantumtrillingen in microtubules binnen hersenneuronen door de onderzoeksgroep onder leiding van Anirban Bandyopadhyay, PhD, aan het National Institute of Material Sciences in Tsukuba, Japan (en nu aan het MIT), bevestigt de theorie van het tweetal en suggereert dat EEG-ritmes ook voortkomen uit microtubule-vibraties op dieper niveau. Bovendien suggereert werk uit het laboratorium van Roderick G. Eckenhoff, MD, aan de Universiteit van Pennsylvania, dat anesthesie, die selectief het bewustzijn uitwist terwijl niet-bewuste hersenactiviteiten worden gespaard, werkt via microtubuli in hersenneuronen.
“De oorsprong van het bewustzijn weerspiegelt onze plaats in het universum, de aard van ons bestaan. Is het bewustzijn geëvolueerd uit complexe berekeningen tussen hersenneuronen, zoals de meeste wetenschappers beweren? Of is het bewustzijn er in zekere zin altijd al geweest, zoals spirituele benaderingen beweren?” vragen Hameroff en Penrose in de huidige recensie. “Dit opent een potentiële doos van Pandora, maar onze theorie accommodeert beide opvattingen, door te suggereren dat bewustzijn voortkomt uit kwantumtrillingen in microtubules, eiwitpolymeren binnen hersenneuronen, die zowel neuronale als synaptische functie besturen, en hersenprocessen verbinden met zelforganiserende processen in de fijne schaal, ‘proto-bewuste’ kwantumstructuur van de werkelijkheid.”
Na 20 jaar sceptische kritiek, “ondersteunt het bewijs nu duidelijk Orch OR,” vervolgen Hameroff en Penrose. “Ons nieuwe artikel werkt het bewijs bij, verduidelijkt Orch OR kwantumbits, of “qubits,” als spiraalvormige paden in microtubule roosters, weerlegt critici, en herziet 20 testbare voorspellingen van Orch OR gepubliceerd in 1998 – van deze, zes worden bevestigd en geen enkele weerlegd.”
Een belangrijk nieuw facet van de theorie wordt geïntroduceerd. Microtubule kwantum vibraties (b.v. in megahertz) blijken te interfereren en veel langzamere EEG “beat frequenties” te produceren. Ondanks een eeuw van klinisch gebruik is de onderliggende oorsprong van EEG-ritmes een mysterie gebleven. Klinische proeven van korte hersenstimulatie gericht op microtubule resonanties met megahertz mechanische trillingen met behulp van transcraniële ultrasound hebben gerapporteerde verbeteringen in de stemming laten zien, en kunnen in de toekomst nuttig blijken tegen de ziekte van Alzheimer en hersenletsel.
Hoofdauteur Stuart Hameroff concludeert: “Orch OR is de meest rigoureuze, uitgebreide en met succes geteste theorie van het bewustzijn die ooit naar voren is gebracht. Vanuit een praktisch standpunt zou het behandelen van microtubule trillingen van de hersenen een groot aantal mentale, neurologische en cognitieve aandoeningen ten goede kunnen komen.”
De review gaat vergezeld van acht commentaren van externe autoriteiten, waaronder een Australische groep Orch OR aarts-sceptici. Op allen reageren Hameroff en Penrose robuust.
Penrose, Hameroff en Bandyopadhyay zullen hun theorieën verkennen tijdens een sessie over “Microtubules and the Big Consciousness Debate” op de Brainstorm Sessions, een openbaar driedaags evenement in de Brakke Grond in Amsterdam, Nederland, 16-18 januari 2014. Zij zullen sceptici betrekken in een debat over de aard van het bewustzijn, en Bandyopadhyay en zijn team zullen microtubule-vibraties van actieve neuronen koppelen om Indiase muziekinstrumenten te bespelen. “Bewustzijn hangt af van anharmonische trillingen van microtubuli binnen neuronen, vergelijkbaar met bepaalde soorten Indiase muziek, maar anders dan westerse muziek die harmonisch is,” legt Hameroff uit.