Pensándolo bien...

Se está introduciendo un perfil, que se denomina cerebro cuántico, refiriéndose a un ordenador que funciona con capacidad para aprender, aparentemente imitando a los humanos. Nuestro cerebro cambia, como rasgo fundamental del aprendizaje y la experiencia acumulada. La pretensión de la técnica es imitar ese proceso y lograr que los ordenadores se comporten de forma autónoma, siguiendo esa pauta. Pero no nos referimos a este perfil, que no deja de ser importante, claro está y tiene su propio itinerario. Nos ha parecido necesario puntualizar desde el primer momento que la orientación de este texto es bien otra. Nos ocupamos del cerebro genuino, el único hasta ahora conocido, aunque es un decir el término que acabamos de emplear, porque probablemente es la incógnita mayor que se cierne sobre la Ciencia que, desde siempre, ha pretendido desentrañar su intimidad, que se sigue resistiendo a desvelar los secretos que guarda.

Ya hace tiempo que se propuso la existencia de efectos cuánticos en proteínas del cerebro. Se denominan microtúbulos y juegan un papel central en la naturaleza de la conciencia. Penrose dedicó mucha atención a ellos, concluyendo de forma lapidaria que “El reto de la física es explicar cómo funciona la conciencia”. Durante mucho tiempo, las teorías que sustentan el comportamiento cuántico en los sistemas biológicos, han sido puestas en entredicho, aduciendo que era muy improbable que acontecieran procesos regidos por la cuántica en sistemas que tienen una temperatura como la ambiental, lejos de las bajas temperaturas que parecía que requerían los sistemas para que pudieran apreciarse los efectos cuánticos. Lo que la temperatura suscita es que la superposición de estados en las que se mantienen los sistemas cuánticos, en los que la propiedad esencial es la coherencia, no podía cumplirse y los sistemas estaban sujetos, en estas condiciones, a la decoherencia. De esta forma, se excluía la opción, durante mucho tiempo, de que los sistemas biológicos pudieran exhibir comportamientos cuánticos.

La decoherencia explica como un estado cuántico entrelazado, es decir descrito por una combinación lineal de estados cuánticos, pero no identificándose con ninguno de ellos, puede desencadenar un estado descrito por la Física clásica, por tanto, no entrelazado, sino un estado individual, De esta forma, deja de exhibir características cuánticas y pasa a tener un comportamiento clásico, ajeno a los efectos que caracterizan a la mecánica cuántica, que son contraintuitivos, por ser ajenos a la evidencia empírica vital de los humanos. La razón técnica de esta denominación radica en que, matemáticamente, las combinaciones lineales que representan al estado entrelazado, pierden la coherencia de la fase compleja. El hecho es muy central en la Física contemporánea, dado que, esta pérdida de coherencia en ciertas condiciones, es la que explica por qué la Física Clásica es una buena aproximación-descripción del mundo macroscópico en que nos desenvolvemos con mayor comodidad. Si recordamos al gato más famoso conocido, el de Schrodinger, las interacciones del gato con el entorno son las que producen la decoherencia y provocan que la combinación lineal de gato vivo y gato muerto vaya a parar a un estado clásico, abandonando la superposición de estados en un tiempo tan pequeño que se hace imperceptible. En un tiempo en torno a 10^-65 s, se rompe la superposición y pasa a tener un comportamiento muy diferente al que tendría en aquella condición. Básicamente, la temperatura o un proceso de medida suponen una reducción de la incertidumbre en el estado de un sistema, compensada por un aumento de incertidumbre del entorno (Universo). Así, se interpreta la medida como un proceso irreversible que modifica la entropía del sistema y el entorno del mismo.

En las décadas anteriores, se postulaba que los sistemas biológicos estaban sometidos a decoherencia. Pero estudios, investigaciones y descubrimientos recientes han ido acumulando experiencia en otra dirección. Los efectos cuánticos se han identificado en los sistemas fotosintéticos, fundamentales en el proceso de la vida. Se han propuesto intervención de procesos cuánticos en sistemas tan diferentes como la migración aviar o la olfacción. También se ha incorporado a estos escenarios el mecanismo de los microtúbulos de la conciencia cuántica que postula la cognición cuántica.

Una de las aportaciones del comportamiento cuántico del cerebro se centra en la interpretación de la anestesia general que conecta y desconecta la conciencia. Se postula que ocurre mediante procesos cuánticos, y se concreta a través de las medidas del espín electrónico. Se ha propuesto una hipótesis que implica el efecto túnel, en el contexto del mecanismo de la olfacción como explicación plausible de la acción de los neurotransmisores. Recientemente, se propone un mecanismo acerca de cómo el entrelazamiento cuántico entre núcleos de fósforo podría ser el que provoca el disparo de las neuronas.

Lo señalado y otras teorías, contribuyen a generar un campo de investigación sobre los mecanismos mediante los que los efectos cuánticos podrían contribuir a los procesos neuronales. La evidencia experimental, cada vez más, supone una evidencia de las predicciones de la teoría. El avance simultáneo en campos tan diversos como el mundo vegetal y el cerebro humano, va clarificando, poco a poco, que los materiales biológicos pueden sustentar efectos cuánticos, que pueden ser relevantes a la hora de dilucidar aspectos fundamentales del funcionamiento del cerebro.