Fisher postula, más concretamente, que los átomos de fósforo, uno de los elementos más abundantes del cuerpo, podrían funcionar como auténticos qubits bioquímicos, gracias a una característica de su espín o estado de rotación.

Lo que se analizará en este sentido serán las propiedades cuánticas de dichos átomos, cuando sus espines se encuentran cuánticamente entrelazados con los espines de otros átomos de fósforo,  dentro de moléculas sometidas a procesos bioquímicos.

El entrelazamiento supone que los átomos alcancen un estado único, de tal forma que, cuando uno de sus espines gira hacia arriba, el espín del otro átomo entrelazado se muestra girando hacia abajo. Esta “comunicación” instantánea entre los átomos, a través de sus estados de rotación, podría suponer un modo de procesamiento de información cuántica en el cerebro, teorizan los científicos.

Las moléculas a analizar serán las “moléculas de Posner”, de fosfato de calcio y con forma esférica. Estas moléculas tienen la capacidad de proteger los espines de los “qubits” de los átomos de fósforo, lo que podría promover el almacenamiento de información cuántica en ellos.

El papel de las mitocondrias

Por otra parte, Fisher y su equipo estudiarán la potencial contribución de la mitocondria al entrelazamiento cuántico entre neuronas. Quieren averiguar si estos orgánulos celulares (responsables de funciones como el metabolismo o la señalización celular) pueden transportar moléculas de Posner por el interior de las neuronas y de unas neuronas a otras.

De ser así, las mitocondrias estarían propiciando el entrelazamiento cuántico en red de las neuronas del cerebro (suponemos que a través de las moléculas de Posner que contienen átomos de fósforo con espines entrelazados).

Este proceso cuántico desencadenaría la liberación de calcio de las moléculas de Ponser, lo que a su vez supondría la liberación de los neurotransmisores que activan las conexiones sinápticas entre las neuronas.

La cuestión parece tan compleja como fascinante. En especial, si tenemos en cuenta que el procesamiento cuántico descrito podría ser tanto local como no-local, pues una vez que los espines quedan entrelazados, permanecen entrelazados incluso una vez que los átomos se han separado espacialmente.

En este sentido, el físico norteamericano David Bohm ya había propuesto que el cerebro podría aprovecharse de una característica de la mecánica cuántica, la llamada coherencia cuántica, y cohesionarse formando un todo.  Así, del mismo modo que un conjunto de partículas pierden su identidad al formar un sistema cuántico coherente, las interacciones cuánticas no-locales harían que las neuronas dejasen de comportarse como elementos individuales, en favor de una sinergia neurológica.

Más cuántica cerebral

Vista a través de la imagen que de la realidad arroja la mecánica cuántica, la complejidad del cerebro se vuelve aún más compleja si cabe. Pero tal vez solo pueda entenderse desde la unión de física, biología y neurología.

Esto ya lo anticiparon en los años 90 del siglo XX  Sir Roger Penrose  (Profesor Emérito de Matemáticas en la Universidad de Oxford) y Stuart Hameroff ‎ (anestesista y profesor de la Universidad de Arizona), con  su hipótesis de explicación cuántica del funcionamiento del cerebro, bautizada como Reducción Objetiva Orquestada (“Orch OR”).

Esta teoría señalaba que la consciencia se derivaría de la actividad de las neuronas del cerebro en la escala más mínima, la escala cuántica o subatómica.  Más concretamente, la Orch OR apuntaba a que la consciencia dependería de procesos cuánticos biológicamente orquestados que se desarrollan en (y entre) los microtúbulos  del citoesqueleto de las neuronas del cerebro.

Algunas de las pruebas esgrimidas por Penrose y Hameroff para su hipótesis han sido el descubrimiento de vibraciones cuánticas a temperaturas cálidas en los microtúbulos del interior de las células cerebrales, realizado por el investigador Anirban bandyopadhyay, del Instituto Nacional de Ciencias Materiales del Tsukuba, Japón; y los hallazgos de Roderick G. Eckenhoff ‎, de la Universidad de Pennsylvania (EEUU). Estudiando la anestesia, Eckenhoff descubrió que esta deja inconsciente gracias a que actúa –a nivel cuántico- sobre los microtúbulos de las neuronas del cerebro.

A pesar de estas pruebas y del atractivo de la mecánica cuántica para el estudio del cerebro, la neurología cuántica aún se encuentra en fase de especulación. Por eso, el Quantum Brain Project puede resultar importante: podría constatar que esta imagen “funciona” o, por el contrario, indicarnos que debemos seguir buscando otras imágenes (o ambas cosas, si la metodología del conocimiento también se viera “influida”, pero esa ya es otra historia).(T21).

Posner molecules: from atomic structure to nuclear spins. Physical Chemistry Chemical Physics. DOI:10.1039/C7CP07720C