Neue Beobachtungen beleben eine faszinierende Theorie über den Ursprung unseres Bewusstseins wieder

Seit den 1990er Jahren vertritt Roger Penrose eine umstrittene Idee: Unser Gehirn funktioniere nicht wie ein einfacher binärer biologischer Computer. Laut diesem britischen Physiker würde das bewusste Denken der reinen Berechnung entkommen und quantitative Mechanismen mobilisieren, eine Physik des unendlich Kleinen, die normalerweise auf Teilchen beschränkt ist. Die Hypothese sorgte lange für ein Schmunzeln: das Gehirn, warm und feucht, schien viel zu „rauschend“, um quantischen Zuständen zu beherbergen, die als fragil gelten und auf ultrakalte Laborumgebungen beschränkt sind. Doch neue Daten ändern die Situation und rücken diese Theorie wieder in den Vordergrund. Ein Anlass, über die Natur unseres Bewusstseins nachzudenken.

Mikrotubuli, die der Wärme des Gehirns standhalten

Es ist der Neurowissenschaftler Mike Wiest, Professor am Wellesley College, der die Debatte in einer Kolumne auf IAI News wieder aufgreift. Er erinnert daran, dass Penrose und der Anästhesist Stuart Hameroff den Sitz des Bewusstseins in den Mikrotubuli lokalisieren, diesen röhrenförmigen Strukturen, die das innere Skelett der Neuronen bilden und deren Tubulin-Proteine kollektive Schwingungen eingehen können. Ihre Theorie, Orch OR genannt, für „orchestrierte objektive Reduktion„, postulierte bereits in den 1990er Jahren, dass diese koordinierten Schwingungen das bewusste Erleben erzeugen würden, sobald der Quantenzustand in ein definiertes Ergebnis zusammenbricht.

Das Haupthindernis für diese Idee blieb thermisch. Klassische Quanten-Technologien, wie Quantencomputer, erfordern Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt, um zu verhindern, dass molekulare Unruhe die Quantenkohärenz zerstört. Eine Studie von 2024 unter der Leitung des Babcock-Teams beobachtete jedoch einen Effekt der quantenmechanischen Superstrahlung direkt in Mikrotubuli, die bei Raumtemperatur gehalten wurden, ein Phänomen, das sich verstärkt, wenn sich die Strukturen zusammenschließen. Andere Arbeiten zeigten, dass diese Mikrotubuli wie echte Antennen agieren und in der Lage sind, die elektrische Aktivität zwischen mehreren lebenden Neuronen zu synchronisieren, sowohl bei Ratten als auch bei Bienen.

Ein Signal der zerebralen Verschränkung, erfasst durch MRT

Es bleibt eine entscheidende Frage: Könnte man einen wirklich quantenhaften Zustand im lebenden menschlichen Gehirn beobachten? Dieses Wagnis gingen Christian Kerskens und David López Pérez vom Trinity College Institute of Neuroscience Dublin in einer in der Zeitschrift Journal of Physics Communications veröffentlichten Studie ein. Die Forscher passten eine Methode aus der Physik der Quanten-Gravitation an und scannten vierzig Freiwillige mit MRT unter Verwendung einer Sequenz, die darauf ausgelegt war, Signaturen der Verschränkung zwischen Protonenspins zu erkennen. Ihr Ziel: Zu überprüfen, ob die Gehirnaktivität die Kernspins des in Gehirnwasser vorhandenen Wassers verschränken könnte, eine Signatur, die als unmöglich zu erklären allein durch die klassische Physik angesehen wird.

Die Forscher stellten fest, dass das Timing der Signalsalven mit dem ersten Peak des vom Herzschlag evozierten Potentials zusammenfiel und dass die Intensität dieses Signals ebenfalls vom Bewusstseinszustand des Subjekts während dieses Zeitfensters abhing. Eine beunruhigende Tatsache: Bei den Teilnehmern, die während der Untersuchung einschliefen, verschwand dieses Signal einfach und anscheinend schwand die Verschränkung mit dem Bewusstsein. Das Ergebnis spaltet weiterhin die Physiker, da einige es als physiologisches Artefakt ansehen, anstatt als quantenphysikalischen Beweis. Doch für Mike Wiest reichen diese zusammenlaufenden Hinweise aus, um Penroses Theorie von ihrem Status als randständige Kuriosität zu befreien und endlich die Debatte über die tiefgründige Natur unseres Geistes wieder zu eröffnen. Das Bewusstsein könnte vielleicht nicht nur eine Angelegenheit von Neuronen sein, die an- und ausgehen, sondern ein viel seltsamerer Tanz auf der Ebene der Atome selbst.