La conscience est-elle basée sur la physique quantique ?

L’origine de la conscience est un mystère qui fascine les humains depuis des siècles. Certains des plus grands penseurs de l’Antiquité, comme Platon, Aristote et Marc Aurèle, cherchaient déjà à déterminer pourquoi notre espèce possède cette sensibilité apparemment rare à ses propres pensées et émotions. Et bien que la méthodologie ait radicalement changé, cette quête se poursuit aujourd’hui ; des dizaines de chercheurs tentent tant bien que mal de définir un cadre rigoureux pour l’étude de la conscience – avec des résultats, il faut l’avouer, mitigés. Aucun consensus n’a jamais émergé ; Même les plus grands spécialistes sont incapables de dire exactement en quoi consiste cette conscience et sur quels mécanismes elle repose.

Récemment, une équipe chinoise composée de chercheurs des universités de Shanghai et du Sichuan a ajouté de l’huile sur le feu avec une nouvelle proposition plutôt exotique mais fascinante repérée par Alerte scientifiqueSelon eux, la réponse pourrait être cachée dans le domaine de la physique quantique.

Plus précisément, leur théorie est basée sur laintrication quantiqueIl s’agit d’un phénomène dans lequel deux ou plusieurs particules sont corrélées de telle manière que leurs états quantiques sont interdépendants, quelle que soit la distance qui les sépare. Mesurer l’état de l’une de ces particules revient également à déterminer instantanément l’état des autres, quelle que soit la distance qui les sépare — d’où la célèbre phrase d’Einstein selon laquelle « action effrayante à distance » (« action effrayante à distance »).

Même si cela peut paraître extrêmement contre-intuitif, il s’agit d’un phénomène désormais plutôt bien documenté qui joue un rôle important en physique théorique, mais aussi dans des applications concrètes comme l’informatique quantique… et la neuropsychologie, si l’on en croit les auteurs Zefei Liu, Yong-Cong Chen et Ping Ao.

Là « conscience quantique« , une idée déjà explorée

Les bases de ces travaux ont été posées il y a quelques mois, lorsqu’une autre équipe de chercheurs a découvert que certaines structures cellulaires pouvaient être sujettes à la superradiance. Il s’agit d’un phénomène quantique où un groupe d’atomes ou de molécules dans un état excité peut émettre collectivement un rayonnement extrêmement cohérent. Jusqu’à présent, ce phénomène a surtout été étudié dans des domaines comme l’optique ou l’astrophysique ; en retrouver des traces dans des structures biologiques a grandement inspiré certains chercheurs, qui se sont mis à chercher des liens entre la superradiance et certains phénomènes physiologiques encore inexpliqués… comme la conscience.

Ces discussions se sont rapidement recentrées autour d’une théorie proposée par Stuart Hameroff et surtout Roger Penrose. Ce dernier est un titan de la physique moderne qui a notamment reçu un prix Nobel en 2020 pour ses travaux sur les singularités et la formation des trous noirs.

Ensemble, ils ont élaboré un modèle appelé réduction objective orchestrée (ou Orch-OR). L’idée centrale est que des éléments structurels des cellules appelés microtubules pourraient être le siège d’un autre phénomène quantique : la superposition, où la même particule peut exister simultanément dans différents états quantiques. En d’autres termes, Le squelette de nos neurones se comporterait comme une sorte de minuscule ordinateur quantique dont le fonctionnement serait à l’origine de la conscience.

Une réconciliation progressive entre biologie et physique quantique

Certes, il s’agit là d’une expérience de pensée plutôt séduisante. Intuitivement, on peut facilement établir des parallèles entre la conscience et la physique quantique. Mais malgré le pedigree de ses auteurs, cette théorie exotique n’en demeure pas moins très controversé.

Les physiciens ont déjà du mal à maintenir les atomes en interaction et en superposition dans les ordinateurs quantiques, car il s’agit de phénomènes très délicats qui ne peuvent être reproduits que dans des conditions extrêmement précises et contrôlées. Traditionnellement, ils ont donc toujours considéré que La biologie est par nature trop instable et chaotique pour supporter ces phénomènes quantiques.

Mais petit à petit, à mesure que la physique quantique progresse, cet état de fait est de plus en plus remis en question. Par exemple, un nombre croissant d’études suggèrent désormais que certains animaux migrateurs dépendent d’une sorte de « boussole quantique « pour s’orienter sur de très longues distances. L’an dernier, des chercheurs américains ont également prouvé que les plantes vertes utilisaient un tour de passe-passe quantique dans la photosynthèse.

L’idée que des pans entiers de la biologie pourraient être basés sur des phénomènes quantiques n’est donc pas fondée. pas aussi absurde qu’il l’était autrefois. Et de nombreux chercheurs commencent à s’y intéresser. Liu et ses collègues sont de ceux-là, qui pensent avoir trouvé un nouvel exemple potentiel dans le cerveau.

Communication quantique entre neurones

Leur travail se concentre sur la myélinegaine isolante qui entoure les axones (les « bras » des neurones). Son rôle est de protéger les signaux circulant dans le système nerveux et d’augmenter leur vitesse.

Mais elle pourrait aussi être le siège d’un autre phénomène jamais documenté à ce jour. Selon des chercheurs chinois, la cavité cylindrique formée par la gaine de myéline pourrait favoriser l’apparition d’une sorte de résonance dans les liaisons entre les innombrables atomes de carbone et d’hydrogène au sein des neurones (on parle de liaisons CH). Ces vibrations conduiraient à émission spontanée de photonsles particules qui servent de vecteur à la lumière, par ces liaisons CH. Parfois, ces photons se retrouveraient dans l’état d’intrication décrit ci-dessus. Ces ensembles de particules liées au niveau quantique pourraient donc servir de vecteurs d’informationun peu comme les qubits des ordinateurs quantiques.

Les signaux ainsi créés seraient interconnectés et, grâce à l’intrication, voyageraient beaucoup plus vite que les décharges électriques traditionnellement associées au système nerveux. Cela pourrait permettreexpliquer comment différentes parties de notre cerveau synchronisent si efficacement leurs activités respectives et, en extrapolant, comment fonctionne la conscience.

Un chemin encore balbutiant, mais fascinant

Ces travaux sont encore extrêmement exploratoires, et largement insuffisants pour aboutir à une conclusion rigoureuse. Pour y parvenir, il faudra commencer par vérifier expérimentalement le phénomène décrit par Liu et ses collègues, ce qui ne sera pas une tâche aisée. Et même si d’autres chercheurs parviennent à prouver que de tels phénomènes quantiques ont bel et bien lieu dans les neurones, Il sera tout sauf évident de relier ces observations aux mécanismes de la conscience..

Quoi qu’il en soit, il s’agit d’un domaine de recherche très passionnant. Tant que des preuves plus concrètes ne seront pas obtenues, le débat sur l’origine de la conscience continuera probablement de faire rage pendant de nombreuses années encore, et il sera fascinant de suivre ces discussions à l’intersection de la physique quantique, de la biologie et, dans un sens, de l’essence de la psyché humaine.

Le texte de l’étude est disponible ici.

🟣 Pour ne rien rater de l’actualité du Journal du Geek, abonnez-vous sur Google News. Et si vous nous aimez, nous vous proposons une newsletter tous les matins.