¿Qué estará haciendo tu cerebro justo en el momento en que lees esta nota? ¿Cómo interpretas esta información, siendo consciente de tu entorno, percepciones y sentimientos? A pesar de los avances en la investigación del cerebro, la cuestión de qué es la conciencia y cómo surge sigue siendo un misterio.
El cerebro cuántico y su certeza de la física
La respuesta a este misterio puede estar en la física cuántica, según dos estudios recientes del Instituto de Neurociencia del Trinity College de Dublín, Irlanda. En el mundo cuántico, la certeza de la física clásica deja paso a la dimensión de la probabilidad.
Y también documentó fenómenos aparentemente extraños, como conexiones entre objetos incluso cuando estaban muy separados. Ambos estudios, publicados en “Journal of Physical Communications”, sugieren que nuestro cerebro podría funcionar como una computadora cuántica. Si se confirma, los hallazgos de los investigadores podrían ayudar a comprender no solo cómo funciona el cerebro, sino también qué sucede cuando la función cognitiva disminuye debido a la edad o la enfermedad.
Clásica y cuántica del cerebro
En la física clásica, que incluye todo, desde tablas hasta planetas, los objetos tienen posiciones y velocidades fijas. Por otro lado, en física, en una escala cuántica muy pequeña, las partículas no tienen una posición definida, sino una probabilidad de su existencia en un lugar y tiempo determinados.
A esta escala, también existe lo que se conoce como entrelazamiento cuántico, un fenómeno que ocurre cuando dos partículas están tan estrechamente acopladas que lo que le sucede a una afecta de manera inmediata a la otra, sin importar cuán distantes se encuentren. “La física normal es la encargada de explicar los efectos macroscópicos que observamos”, dice el científico español David López Pérez, doctor en neurociencia y coautor de ambos estudios.
“La física cuántica es generalmente probabilística porque nunca podemos estar seguros de lo que resultará ser una cosa en particular“. ¿En qué consiste el experimento? En el primer estudio, López Pérez y el coautor Christian Kerskens del Trinity College, escanearon los cerebros de 40 personas usando una máquina de resonancia magnética modificada.
Comportamiento de los protones en el cerebro
Para la resonancia magnética nuclear (RMN), los imanes potentes hacen que las partículas magnéticas del cuerpo se alineen en una dirección. Entonces se puede observar el movimiento de la sustancia en el cuerpo. En este estudio, los investigadores observaron el comportamiento de los protones en el cerebro en un escáner.
“Hay mucha agua en el cerebro. Con la resonancia magnética se envía una señal, un impulso, para que los protones que hay en el agua se exciten y luego vuelvan a sus posiciones originales”, explica López Pérez.
Es como si estuvieras teniendo una fiesta. Todos están hablando y, de repente, el DJ toca la canción favorita de todos y todos recurren al DJ para escuchar la música. Cuando termina la música, todos vuelven a lo que estaban haciendo. Así es como la resonancia magnética mide los protones en el agua.
En este experimento, los investigadores descubrieron que se detectó un entrelazamiento cuántico entre protones en el cerebro. “Los protones interactúan como si estuvieran separados y de repente forman una relación“.
“Este experimento no se había hecho antes porque lo que estábamos haciendo era saturación de señal. Es como un DJ que toca la mejor música todo el tiempo y siempre tiene a alguien mirando. Aquí es cuando vemos estos efectos” ¿Qué tiene que ver este enredo con la conciencia?
Para estudiar cómo funciona el cerebro, los investigadores utilizaron herramientas desarrolladas anteriormente para probar un fenómeno llamado “gravedad cuántica“. La herramienta dice que si hay dos sistemas cuánticos conocidos que interactúan con un sistema desconocido, si los sistemas conocidos están entrelazados, entonces el sistema desconocido también debe ser un sistema cuántico.
Sistema protones entrelazados
“Evita la molestia de encontrar equipos de medición para cosas de las que no sabemos nada“, explicó Kersken. En los experimentos de RM, el sistema conocido son los protones entrelazados. El sistema desconocido con el que interactúan es la actividad cerebral. “Confirmamos que los protones están entrelazados porque hay una función que media en ese entrelazamiento, y para nosotros esa función es la conciencia actuando como intermediaria”, dijo López Pérez.
“No pudimos medirlo directamente, pero medimos el protón“. El científico explicó a BBC Mundo: “La gravedad cuántica es un mundo puramente teórico que aún no ha sido explicado experimentalmente, y que espera reconciliar dos teorías a priori incompatibles”.
Nuestra señal es muy sensible a cualquier interferencia, y definitivamente la señal del corazón dejará de intercalarse, por lo que nuestra señal parece un electrocardiograma, dice López Pérez. El investigador explicó que las señales de enredo son muy sensibles. “Si te mueves en la resonancia magnética, la señal se pierde”.
Expansión y contracción
Y lo que hace el corazón es bombear sangre todo el tiempo. A medida que la sangre va entrando al cerebro, este se expande y se contrae. A medida que se expande, el LCR sale y entra en la sangre. Cuando se contrae, sale sangre y regresa líquido.
“De esta manera, pensamos que dicho movimiento es responsable del cambio de señal, porque perdemos esta relación cuántica para un movimiento muy corto“. Los expertos pusieron un monitor de frecuencia cardíaca en los dedos de los voluntarios para poder medir su flujo sanguíneo.
“Descubrimos que la señal entrelazada y los cambios en la frecuencia cardíaca están bastante relacionados en el tiempo, están sincronizados“.
¿Cuáles son las futuras aplicaciones de esta investigación?
En un segundo estudio, los investigadores demostraron que la señalización del enredo también depende de la edad de los participantes. En este segundo experimento se obtuvieron imágenes de resonancia magnética de dos grupos de pacientes separados por edad. Uno tiene personas entre las edades de 18 y 30 años, y el otro tiene personas de 65 años o más. “Vimos que la señal cambiaba bastante con la edad“.
“Es algo que todavía no podemos explicar. También hicimos una prueba con algunas personas con depresión. No hay mucha gente, pero las señales parecen ser diferentes. Entonces, ¿qué pasa con el enredo? ¿Estas comunicaciones cerebrales ya no funcionan correctamente?”
“Sabemos que a medida que envejecemos, el cerebro sufre muchos cambios estructurales, se vuelve más pequeño, aumenta la presión arterial, cambia el flujo sanguíneo“. “Quizás en el futuro estos estudios puedan usarse para producir algún medicamento“.
El cerebro puede ser cuántico
“Como la actividad cerebral además se encunetra relacionada con el rendimiento de la memoria a corto plazo y con la conciencia, es posible que los procesos cuánticos sean una parte fundamental de nuestra función cerebral consciente y cognitiva“, señaló Kersten.
Los investigadores señalan que el siguiente paso es realizar un estudio más amplio.
“Lo que estamos tratando de hacer experimentalmente es básicamente mostrar que el cerebro puede operar de forma cuántica. Queremos proporcionar una prueba física de lo que se ha discutido durante años. Porque desde los inicios de la mecánica cuántica en los años 30 o 40 se ha especulado con que el cerebro puede ser cuántico”, dice López Pérez. “Aunque nadie aún ha sido capaz de probarlo“.
“Lo que estamos tratando de hacer en este estudio es descartar aún más la física clásica para mostrar que el cerebro finalmente funciona de manera cuántica“. El científico español señaló que la física clásica puede explicar muchos aspectos del cerebro, como los cambios en el flujo sanguíneo o la activación neuronal.
Futuras revelaciones con futuros experimentos
“Pero la conciencia, por ejemplo, es algo que no entiendes“. “Creo que si queremos entender el cerebro, tenemos que bajar un nivel en la escala cuántica“.
“Con esta investigación, esperamos contribuir al campo de la neurociencia y seguir la investigación (al mundo cuántico). Hasta ahora esto es teórico (aunque para muchas personas este tipo de enredo no puede existir en un cuerpo tan caliente y húmedo como nuestro cerebro), pero no se ha encontrado evidencia científica de esto como lo hacemos ahora“.
Para Kerstens, los procesos cerebrales cuánticos podrían explicar por qué aún podemos superar a las supercomputadoras en situaciones inesperadas, en la toma de decisiones o en el aprendizaje de cosas nuevas. Nuestros experimentos, podrían revelar los secretos de la biología y la conciencia.
