Le cerveau quantique

Une discussion récente avec un collègue m'a incité à me pencher sur un sujet hautement spéculatif mais que j'ai trouvé fascinant tant il bouleverse les conceptions habituelles.

Bien que les neurosciences aient grandement progressées ces dernières années, il faut bien admettre que les mécanismes de la mémoire et de l'intelligence sont largement inconnus. Sans être neurophysiologiste et au risque de faire hurler les spécialistes, il me semble que l'idée communément admise est que les mécanismes de la pensée apparaissent quand le réseau de neurones qui constitue le système nerveux atteint une complexité suffisante. La capacité de penser et de mémoriser viendrait donc de la multiplicité des neurones et de leurs interconnexions. Personnellement j'ai toujours trouvé cette idée assez peu convaincante et j'ai du mal à comprendre le mécanisme qui ferait qu'au-delà d'une certaine complexité, un système acquerrait subitement la capacité de faire émerger une pensée.

Les auteurs de la publication disponible ici, expliquent que bien que certaines régions du cerveau, telle que l'hippocampe, soient plus spécifiquement impliquées dans le processus de résurgence d'un souvenir, il semble que plusieurs zones distantes s'activent simultanément sans que l'on comprenne comment elles peuvent être reliées entre-elles. En effet, la communication entre les neurones passe par des processus chimiques impliquant des neurotransmetteurs, qui sont par définition lents.

L'explication avancée repose sur un principe quantique de base bien connu et qui a été vérifié à de nombreuses reprises: On s'arrange pour produire un couple de particules qui forment un état quantique intriqué (c'est-à-dire que les états de bases sont superposés). Tant que le système reste intriqué, il est impossible de connaitre l'état de chacune des composantes du système, la question n'a même pas de sens. Par contre dès que l'on fait une mesure sur l'une des particules, l'état de la deuxième est instantanément fixé, même si les deux particules sont éloignées par des années-lumière.

On voit tout de suite la liaison avec le fait que la résurgence de la mémoire semble déclencher des réactions simultanées en différents points du cerveau. Un stimulus extérieur qui nous rappelle un souvenir déclenche en fait une "mesure" sur un ensemble de neurones, qui fixe instantanément l'état de neurones distants des premiers.

D'autre part, bien que cette science ne soit encore que balbutiante, on sait qu'il est possible d'effectuer des opérations logiques en manipulant des états quantiques intriqués appelés "qubits", il est même probable que l'avenir de l'informatique passe par là. Les auteurs de la publication avancent que le cytosquelette des neurones et les protéines associées serviraient de support à l'information quantique. La tubuline constituant les microtubules du cytosquelette ayant la faculté de basculer entre deux états en fonction de certains paramètres physiques. Le cerveau fonctionnerait finalement comme un ordinateur quantique.

Personnellement, je trouve que cette idée, comme quoi toutes nos pensées se trouvent dans un état latent dans notre cerveau et qu’un stimulus suffit à les matérialiser, est assez élégante et proche de ce que je ressens.

Si cette approche très spéculative est bonne, cela voudrait dire que l'origine de la pensée serait physique et non pas biologique, les tissus biologiques ne seraient finalement qu'un support, permettant d'organiser l'information quantique. En allant encore plus loin on pourrait se demander si le support biologique est le seul possible et si la pensée ne pourrait pas émerger dans des conditions complètement différentes de celles qui existent pour les processus vivants ?

Vertigineux non ?