Si vous avez eu l'occasion de lire un autre article que j'ai écrit sur le prix Nobel 2020 de physique, je suis sûr que vous vous souvenez de l'un des trois lauréats du prix, Roger Penrose, pour ses étonnantes compétences en mathématiques et en calcul.

Outre ces travaux, Penrose a également publié des articles, ces dernières années, sur un autre thème intéressant, différent du domaine des trous noirs.

Penrose a un autre domaine de recherche avec la conscience et la mécanique quantique.

Ok, vous pouvez dire que la mécanique quantique est aussi des maths et du calcul, mais nous pouvons dire que c'est un autre type de maths, très différent des trous noirs.

La mécanique quantique est presque entièrement basée sur l'équation de Schrödinger, tandis que les rôles noirs sont basés sur l'équation d'Einstein, on peut dire que l'approche est différente dans chaque cas.

Penrose croit et conclut dans son article HAMEROFF ; PENROSE, 2014 qu'il existe une connexion entre les structures de l'univers et notre cerveau, plus spécifiquement la structure biomoléculaire du cerveau.

Et peut-être que grâce à la mécanique quantique, nous pourrions expliquer cette connexion. Mais, quel genre de connexion cela pourrait-il être ? Comment une structure aussi grande que l'univers peut-elle avoir quelque chose en commun avec nos petites têtes brillantes ?

En 2018, un humoriste appelé Joe Rogan a accueilli Penrose dans son talk-show, pendant près de 2 heures ils ont parlé des travaux de Penrose, de la conscience, de la mécanique quantique et d'un tas d'autres choses.

En ce qui concerne la conscience, Penrose a partagé ses idées sur la difficulté de formaliser une compréhension abstraite de la conscience et de la mettre dans l'ordinateur, comme quelque chose qui peut être traduit en chiffres.

Même si vous avez une sorte de traduction et que vous pensez que l'argument est correct, pour que vous ayez ce sentiment de jugement, vous devez prendre en compte des règles, donc vous êtes guidé par ces règles, et peut-être que notre esprit ne suit aucune règle que nous connaissons, ce qui rend cet argument et cette traduction tout simplement irréels. Vous comprenez ?

Voici une phrase de Penrose à ce sujet : "Qu'est-ce que la compréhension ? Qu'est-ce que cela signifie ? Est-ce que c'est quelque chose qui suit les règles ? Est-ce un algorithme ?

Ce n'est pas un algorithme...", Alors si ce n'est pas un algorithme, qu'est-ce que c'est ? Et la mécanique quantique n'est-elle pas quelque chose que nous connaissons déjà ?

Eh bien, oui, nous le savons, mais nous ne connaissons qu'une toute petite partie de quelque chose qui semble être si grand, si complexe et si différent de tout ce avec quoi nous travaillons.

Au niveau quantique, les choses ne se passent pas comme dans notre réalité, elles sont guidées par des lois totalement différentes, si loi il y a, tout cela parce que nous ne le savons toujours pas.

Si vous avez regardé Ant-Man des films Marvel, je pense que vous comprenez de quoi je parle.

Rappelons-nous un instant du chat de Schrödinger. En 1935, Schrödinger a tenté d'expliquer le concept de la mécanique quantique en réalisant une expérience de pensée consistant à placer un chat, une bouteille de poison et un élément radioactif dans une boîte fermée.

Si l'élément se désintègre, la bouteille de poison est brisée et le chat meurt.

Le fait est qu'avec la boîte fermée, nous ne pouvons pas voir ce qui se passe à l'intérieur, sans connaître le résultat de l'expérience, vous ne savez pas ce qui s'est réellement passé, donc le chat peut être à la fois vivant et mort.

C'est la partie intéressante de la mécanique quantique, les choses peuvent être deux choses en même temps, ou peuvent être à deux endroits en même temps.

Vivant et mort en même temps, tu comprends ?

Pour être convaincu que ce qui se passe dans notre tête n'est pas un algorithme, qu'il ne suit aucune règle, Penrose pense qu'il s'agit d'autre chose.

Quelque chose qui "nécessite notre appréciation consciente de ce à quoi nous pensons, la pensée est une chose consciente, et la compréhension est une activité consciente".

Être une activité de conscience comme, jouer d'un instrument, être créatif, travailler, ou tomber amoureux. Ces activités de conscience ne sont apparemment pas des données de calcul, il se passe quelque chose d'autre.

Heureusement, quelques explications ont commencé à se mettre en place pour répondre à toutes les questions des scientifiques.

La réponse se trouve peut-être dans nos neurones, les cellules qui transmettent aux synapses toutes sortes d'informations, chimiques, électriques, mécaniques et thermiques.

Penrose a raconté à Rogan qu'il y a quelques années, il avait reçu une lettre d'un certain Stuart Hameroff, disant que Penrose ne tenait pas compte des neurones et des structures appelées microtubules, qui pourraient être l'outil fondamental absolu de la conscience.

Malheureusement, il n'est pas possible d'isoler les effets quantiques dans les neurones car on obtient la décohérence environnementale, ce qui fonctionne dans l'état quantique ne se reproduit pas à une échelle supérieure. 

"Ils ont l'air d'être le genre de choses qui pourraient bien soutenir le genre de mécanique quantique jusqu'à un niveau où l'on pourrait s'attendre à ce que l'état quantique s'effondre", dit Penrose à Rogan à propos du contenu de la lettre de Hameroff.

Microtubules sont de petits tubes composés d'une protéine appelée Tubuline, ils ont différentes fonctions dans notre corps, mais dans le cerveau en plus de leur fonction conventionnelle comme donner le support de la structure et le transport, les microtubules peuvent avoir un rôle dans le transport de l'information dans le neurone (DENT ; BAAS, 2014).

Apparemment, les sous-unités des microtubules peuvent avoir deux types d'interactions différentes, le type A et le type B.

Le premier est le plus symétrique, il est identique sur toute sa longueur. Dans le cerveau, c'est le type A qui est présent, la symétrie étant la caractéristique la plus importante pour permettre à l'information d'être organisée de manière différente.

Après tout, qu'est-ce que la conscience ? Interrogé par Joe, Penrose explique qu'il existe ce type d'état quantique préservé au niveau de notre conscience et que les microtubules pourraient être l'élément porteur de l'effet quantique, mais il n'exclut pas la possibilité que d'autres structures soient impliquées, des structures que nous n'avons pas encore découvertes. 

Penrose soupçonne qu'il existe une classe de molécules qui habitent ces synapses et qui sont symétriques comme des pentagones et des hexagones, ayant dans chaque vortex une protéine en forme de Triskelion, se rejoignant le long des bords comme le motif d'un ballon de football. Mais la symétrie suffit-elle ? Les substances composées de ces protéines sont-elles un autre facteur important ? Et quelle est la fonction réelle de ces protéines dans les synapses ? Malheureusement, nous ne le savons toujours pas.

Apparemment, la symétrie joue un rôle clé dans ce qu'on appelle l'effet "raconte-fil" en mécanique quantique.

Cela se produit lorsque nous avons une structure hautement symétrique et qu'il est possible d'avoir un grand écart entre le niveau d'énergie le plus bas et le suivant.

Le grand écart peut cacher des informations importantes sur le niveau d'énergie le plus bas, ce manque d'informations est l'un des problèmes. Mais "tout cela n'est qu'une sorte de suggestion d'une sorte de phénomène quantique, il y a encore beaucoup à comprendre dans ce domaine", déclare Penrose.

 Penrose a raison, nous avons encore beaucoup à apprendre, c'est certain, et étape par étape, nous pouvons découvrir de plus en plus de choses sur le monde de la mécanique quantique à l'intérieur de nos têtes.

Certaines personnes ont dit que nous sommes en quelque sorte connectés les uns aux autres et à l'univers par le biais de fréquences et d'ondes, et c'est peut-être le cas à un certain niveau. Mais pour en être sûr, nous avons encore besoin de plus d'études à ce sujet.

Si vous voulez regarder le talk-show complet, cliquez ici ou pour en savoir plus sur le sujet et les travaux de Penrose, vous trouverez ci-dessous quelques-uns de ses articles publiés :

DENT, E. W. ; BAAS, P. W. Microtubules in neurons as information carriers. Journal de la neurochimie, v. 129, n. 2, p. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S. ; PENROSE, R. Conscience dans l'univers : Une révision de la théorie "Orch OR". Revue de la physique de la vie, v. 11, n. 1, p. 39-78, 1 mar. 2014.

PENROSE, R. ; LANDAUER, R. The Emperor's New Mind : Concernant les ordinateurs, les esprits et les lois de la physique. Physics Today, v. 43, n. 6, p. 73, 11 jan. 2008.

Si vous êtes un chercheur dans le domaine des neurosciences ou de la physique, nous pouvons vous aider à créer une infographie sur les thèmes suivants neuroscience, neurologie, biologie cellulaire, biochimie, biologie moléculaireet Physique dans Mind the Graph. 

Notre intention est de faire en sorte que votre contenu scientifique atteigne de plus en plus de personnes à l'intérieur et à l'extérieur du monde académique, dans une manière différente de communiquer la science. Êtes-vous prêt à faire un essai ?

Articles connexes
logo-souscription

S'abonner à notre newsletter

Contenu exclusif de haute qualité sur le visuel efficace
la communication dans les sciences.

- Guide exclusif
- Conseils de conception
- Nouvelles et tendances scientifiques
- Tutoriels et modèles