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Notre conscience est-elle réellement d’origine quantique ?

Selon Roger Penrose et Stuart Hameroff, notre conscience obéit aux règles de la mécanique quantique. Mais est-ce réellement le cas ? Pour tenter de répondre à cette question, une physicienne de l’université d’Utrecht a mené des expériences en laboratoire.

La conscience est ce qui nous distingue principalement des animaux. Considérée comme une propriété émergente de l’esprit humain, elle est une sorte de comportement qui, bien sûr, est contrôlé par le cerveau. En dépit de son aspect fondamental, cette faculté permettant d’accéder de façon consciente à l’information demeure un mystère.

La localisation et la dynamique du ou des événements neuronaux qui rendent cet accès possible sont donc encore floues malgré les nombreuses recherches scientifiques sur le sujet. Le prix Nobel de physique 2020, Roger Penrose, est l’un des experts qui s’intéressent de près à la résolution de ces énigmes entourant notre conscience.

Proche du zéro absolu

Comme le note la professeure Cristiane de Morais Smith de l’université d’Utrecht, aux Pays-Bas, dans un article publié sur le site Bigthink.com, Penrose s’est associé à l’anesthésiste Stuart Hameroff dans les années 90 pour apporter une réponse ambitieuse.

D’après le duo, le système neuronal du cerveau repose sur un réseau complexe de neurones. Ce dernier permettrait à la conscience d’exister et fonctionnerait suivant le principe de la mécanique quantique. Bien que cette théorie soit intéressante, elle ne semble pas faire l’unanimité, notamment parce que les lois de la mécanique quantique ne s’appliquent que près du zéro absolu, c’est-à-dire à environ -273 °C.

Des expériences pour vérifier les principes liés à la théorie quantique de la conscience

À des températures plus élevées, la mécanique classique est censée prendre le dessus. Or, notre cerveau fonctionne à température ambiante. Vu cette réalité, la professeure de Morais Smith a collaboré avec le professeur Xian-Min Jin de l’Université Jiaotong de Shanghai, en Chine, pour vérifier certains des principes au cœur de la théorie quantique de la conscience.

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Penrose soutient entre autres l’idée que chaque neurone qui compose notre cerveau contient des microtubules structurés selon un modèle fractal. C’est cet agencement qui permettrait aux processus quantiques d’avoir lieu. Pour votre information, en mathématique, un fractal est une structure qui possède une surface limitée, mais un périmètre infini.

Une base pour l’étude des fractales quantiques du cerveau

Concrètement, la professeure de Morais Smith et ses collègues ont mesuré des fractales quantiques à base d’électrons en laboratoire. Pour ce faire, ils ont utilisé un microscope à effet tunnel (STM). Une approche qui leur a permis de constater que les électrons suivaient la dimension fractale dictée par la physique quantique.

Notre conscience est-elle réellement d’origine quantique ?
Le système neuronal du cerveau repose sur un réseau complexe de neurones. Crédit photo : Shutterstock / hessyz

Néanmoins, étant donné que les STM ne sont pas en mesure de suivre les particules quantiques en mouvement, l’équipe a décidé d’aller plus loin en menant des expériences photoniques de pointe. Grâce à celles-ci, les chercheurs ont découvert que les fractales quantiques se comportaient différemment des fractales classiques. Ces dernières étant des fractales qui respectent les lois de la physique classique plutôt que celles de la physique quantique.

« Cette nouvelle connaissance des fractales quantiques pourrait fournir aux scientifiques les bases nécessaires pour tester expérimentalement la théorie de la conscience quantique. Si des mesures quantiques sont un jour prises dans le cerveau humain, elles pourraient être comparées à nos résultats pour décider définitivement si la conscience est un phénomène classique ou quantique », a conclu la professeure Cristiane de Morais Smith.

Marc Odilon

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