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Comment se fonde la conscience ? Cette question, parmi les plus profondes et les plus complexes de la science, fascine les philosophes, les neuroscientifiques et les physiciens depuis des siècles. Une théorie suggérant un lien entre la physique quantique et la conscience humaine est apparue il y a plusieurs décennies. Longtemps controversée, elle a gagné en crédibilité à mesure que des études récentes en ont révélé la preuve.
Depuis Platon, Aristote et Marc Aurèle, de nombreux penseurs ont tenté de percer le mystère de la conscience humaine. Mais ce n’est qu’au fil des siècles que les sciences modernes ont entrepris de lui donner un cadre méthodologique. Même si les résultats obtenus sont souvent fragmentaires, certaines contributions ressortent. Parmi eux, ceux de Stuart Hameroff, professeur d’anesthésiologie à l’université d’Arizona. Ses recherches sur les effets des anesthésiques l’ont amené à s’intéresser aux microtubules, ces structures du cytosquelette constituées de protéines alpha et bêta tubuline. Selon Hameroff, ces microtubules pourraient jouer un rôle dans les mécanismes de la conscience.
Cependant, malgré ses investigations, le scientifique n’a pas pu démontrer précisément comment ces structures contribueraient à l’émergence de la conscience. De son côté, bien avant de recevoir le prix Nobel de physique en 2020, Roger Penrose, dans ses travaux Le nouvel esprit de l’empereurpublié en 1989, avance l’idée que la conscience humaine est de nature quantique. Cette hypothèse se heurtait cependant à un obstacle majeur : l’absence de mécanisme biologique expliquant comment l’effondrement de la fonction d’onde quantique pourrait générer des expériences conscientes. Intrigué par cette théorie, Hameroff a suggéré que les processus quantiques à l’œuvre dans les microtubules pourraient en être l’origine.
Une théorie unissant biologie et physique quantique
De leur collaboration dans les années 1990 est née la théorie de la conscience quantique, appelée « réduction objective orchestrée » (Orch OR). D’après leurs travaux, publiés en 1996 dans la revue Mathématiques et ordinateurs en simulationl’effondrement de la fonction d’onde quantique serait orchestré par des microtubules, identifiés comme les mécanismes biologiques manquant dans les hypothèses initiales de Penrose. Les chercheurs ont proposé que ces structures seraient capables de maintenir des états quantiques superposés, permettant ainsi un traitement de l’information basé sur des principes non classiques.
Malgré sa complexité et son originalité, la théorie Orch OR reste un sujet de controverse depuis près de trente ans. Une critique récurrente concerne l’environnement du cerveau, décrit comme trop chaud et humide pour permettre les phénomènes quantiques, qui s’observent généralement à des températures proches du zéro absolu (-273,15°C). Les partisans de cette objection soutiennent que, dans ces conditions, les lois de la physique classique prennent le dessus. Hameroff et Penrose ont néanmoins répondu en affirmant que la conscience va au-delà des simples calculs mécaniques et peut échapper, dans une certaine mesure, à notre compréhension actuelle de la mécanique quantique. “Je pense que notre théorie est solide du point de vue de la physique, de la biologie et de l’anesthésie.», a récemment déclaré Hameroff à Popular Mechanics.
Un débat scientifique qui perdure
Malgré le scepticisme, certaines recherches semblent soutenir l’idée d’une dimension quantique de la conscience. En 2021, une équipe dirigée par Xian-Min Jin, de l’université Jiaotong de Shanghai, a étudié la dynamique des particules quantiques dans des structures complexes comme le cerveau. Les résultats ont révélé des comportements distincts entre les fractales quantiques et classiques, confortant l’hypothèse d’une interaction quantique au sein des microtubules.
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Plus récemment, des travaux de l’université Howard ont mis en évidence des effets quantiques directement liés aux microtubules, tandis qu’une autre équipe, dirigée par Michael Wiest, cherchait à confirmer leur rôle dans les états de conscience en examinant leur interaction avec des anesthésiques volatils.
De plus, des chercheurs comme Zefei Liu, Yong-Cong Chen et Ping Ao explorent la communication quantique entre les neurones en examinant les propriétés de la myéline. Ils postulent que les vibrations des liaisons CH dans cette gaine pourraient générer des photons intriqués, ouvrant ainsi une nouvelle voie sur les bases physiques de la conscience.
Si ces travaux relancent le débat, la théorie Orch OR reste loin de faire l’unanimité. “Je ne pense pas que tout le monde soit d’accord, mais je pense que notre théorie sera prise au sérieux.», conclut Stuart Hameroff, laissant entrevoir un avenir où la biologie et la physique quantique pourraient enfin éclairer l’un des plus grands mystères de l’humanité.
