Nuevo estudio sugiere que el cerebro usa efectos cuánticos [Video]

• Un nuevo estudio respalda en parte la idea propuesta por Roger Penrose sobre los efectos cuánticos dentro de los microtúbulos del cerebro humano
• La hipótesis original de Penrose sostenía que el cerebro usa efectos cuánticos en los microtúbulos, y que eso sería el origen de la conciencia
• En ese momento, muchas personas consideraron esta idea como una afirmación algo extraña
• El nuevo estudio sugiere que Penrose podría haber tenido razón al menos en lo relacionado con los microtúbulos
• Esto no significa que se haya demostrado por completo el origen de la conciencia, y la explicación relacionada se ofrece en un video

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La hipótesis de Penrose sobre los microtúbulos

• Roger Penrose propuso que el cerebro humano usa efectos cuánticos en los microtúbulos
• Esta hipótesis incluso incluía la afirmación de que esos efectos cuánticos serían el origen de la conciencia
• En ese momento, muchas personas consideraron esta afirmación algo extraña

Alcance de lo que respalda el nuevo estudio

• El nuevo estudio se presenta en la línea de que Penrose tenía razón al menos respecto a los microtúbulos
• Sin embargo, es difícil considerar que se haya demostrado por completo el origen de la conciencia, y sigue existiendo la limitación de que sería solo “en lo relacionado con los microtúbulos”

Video enlazado

• Video 3: enlaza a un video que trata sobre el nuevo estudio que sugiere que el cerebro usa efectos cuánticos y sobre la idea de Penrose de los microtúbulos

[GN⁺]

Comentarios en Hacker News

• Este artículo parece ser, en su gran mayoría, un trabajo de modelado teórico donde casi todas las figuras son simulaciones, y las mediciones experimentales reales parecen ser apenas unas 3 en bulk con un espectrofluorómetro
  La afirmación es que la observación de que los microtúbulos muestran un rendimiento cuántico de fluorescencia (QY) más alto que la tubulina puede explicarse con la idea de la simulación, pero con tan pocas mediciones es difícil decir que la explicación propuesta por los autores sea la más simple
  El simple apantallamiento del fluoróforo en un solvente bulk ya puede cambiar mucho el QY y el espectro. Antes diseñé reactivos biológicos reporteros fluorescentes
• El artículo en sí[0] está un poco fuera de mi nivel de comprensión, pero esta parte[1] me dio risa
  “Varias veces escuché decir que era una lástima que Penrose cayera bajo la influencia de ese loco de Hameroff. Pero yo he conocido tanto a Penrose como a Hameroff, y ambos están locos, por supuesto, pero ninguno de los dos es tonto”
  0: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.3c07936
  1: https://www.youtube.com/watch?v=R6G1D2UQ3gg&t=181s
  • Lo importante de ese artículo no es lo “cuántico”, sino la afirmación de que realmente existe transmisión de datos por medio de luz dentro del sistema nervioso
    El artículo cita resultados[1] sobre emisión ultradébil de luz por parte de neuronas, pero ese paper está detrás del muro de pago de Elsevier
    Luego el artículo asume transmisión de datos por luz, supone estructuras que guían la luz como si fueran fibra óptica, y a partir de ahí llega a transmisión de datos “ultrarrápida”
    Hace falta el comentario de alguien experto en bioquímica. No está nada claro qué es resultado real y qué es explicación con ademanes, pero sin duda está en un terreno que se puede poner a prueba experimentalmente. Los estudios posteriores deberían salir de la especulación y confirmar o refutar esto
    [1] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S10111...
• Si el cerebro es un objeto físico afectado por todos los efectos cuánticos, ¿no sería más bien novedoso que el cerebro no usara efectos cuánticos? Que sí los use parece lo obvio
  • Las palabras se usan para recortar el mundo, y por eso tienen significado
    Si aceptamos que estas palabras aplican a todo en el universo, les quitamos su sentido, y esa no es la intención
    Un proyectil también está afectado por efectos cuánticos, pero su comportamiento puede modelarse bastante bien de forma clásica. Leyéndolo con buena voluntad, vendría a significar algo como que “la mecánica clásica por sí sola no basta para modelar el comportamiento operativo del cerebro”
  • Que se necesite mecánica cuántica para explicar fenómenos microscópicos de la química y la biología no es para nada motivo de debate
    La afirmación extraña es que los seres vivos 1) descubrieron cómo preservar estados de entrelazamiento y coherencia de largo alcance en un entorno de solución a 300K, algo que incluso en computación cuántica apenas se intenta en vacío frío, y 2) al mismo tiempo acoplan eso selectivamente a procesos ya demostrados experimentalmente como esenciales para el pensamiento y la conciencia dentro del cálculo neuronal
    En los últimos 30 años no ha habido evidencia experimental sustancial que respalde eso, y al final termina pareciéndose mucho a decir “la biología es magia”. Por eso la mayoría de los biofísicos y neurocientíficos no se lo toma en serio
  • “Efectos cuánticos” normalmente se refiere a estados coherentes de superposición
    En un entorno cálido y lleno de fotones como el cerebro, aunque no hubiera ninguna otra razón, la superposición sufriría decoherencia prácticamente de inmediato. Por eso no parece plausible que los efectos cuánticos tengan un papel computacional significativo en el cerebro
  • Lo que suelen querer decir cuando hacen este tipo de afirmaciones no es que se usen efectos cuánticos en las cosas normales que hacen átomos y moléculas, sino que se usan en procesos de “cognición” para dejar abierta la idea de que somos algo más que máquinas biológicas y conservar propiedades mágicas como alma, conciencia y libre albedrío
    Sí hay resultados que sugieren que los efectos cuánticos ayudan en la fotosíntesis, pero en biología son extremadamente raros los casos en que se usan de forma interesante en cognición o en otras áreas. La fotosíntesis parece ser uno de los pocos ejemplos documentados
    La idea del cerebro cuántico, pese a su popularidad, no ha mostrado evidencia concluyente en décadas. Por eso, si esta afirmación se demostrara, sería un resultado realmente enorme y novedoso
  • Quizá el título debió ser que el cerebro usa efectos cuánticos de una manera útil y controlable
    Sabine lo explica bien en el video. Para usar efectos cuánticos en computación se necesitan condiciones muy controladas, y siempre se ha considerado que eso es imposible en el cerebro
• A grandes rasgos, Penrose parece pensar que ciertas capacidades humanas, como el razonamiento abductivo, claramente no son computables, así que refutan la idea de que la mente pueda reducirse a un algoritmo
  Luego propone cómo lo que hace la mente podría tener una base física aunque no sea una máquina puramente computacional
  • No me convence en absoluto. Si algo tiene una base física y es realizable, entonces por definición debería ser computable, ¿no?
  • La impresión que me dejó el video de Sabine no fue esa
    Lo no computable sería la conciencia misma, o sea la experiencia subjetiva, y la idea era que probablemente la IA nunca será consciente
• Si la evolución llegó a aprovechar la mecánica cuántica para una función, ¿sería eso sorprendente? La evolución ha aprovechado todo lo demás
  También hay una teoría según la cual la mecánica cuántica cumple un papel en el olfato[1]
  [1] <https://en.wikipedia.org/wiki/Vibration_theory_of_olfaction>
  • Estamos bastante seguros de que en algunos procesos biológicos sí se aprovechan ciertos procesos cuántico-mecánicos
    Estrictamente hablando, todo en biología termina explicándose por química cuántica y física, pero eso por sí solo no tiene mucho interés. Aun así, parece que todavía no hemos encontrado evidencia concreta de que algún proceso biológico aproveche el entrelazamiento
    Los ejemplos que he visto hasta ahora giran sobre todo alrededor del túnel cuántico y la coherencia. Se discute mucho sobre qué significa “cuántico”, pero la mayor parte del debate trata del comportamiento del entrelazamiento y del colapso de la función de onda. El túnel cuántico y la coherencia ya son fenómenos bastante normales de la mecánica cuántica
    Los videos de divulgación de Sabine sobre biología no me parecen especialmente perspicaces ni precisos
  • No es nada sorprendente. Hay evidencia de efectos cuánticos en los complejos recolectores de luz de la clorofila que operan a temperatura ambiente
    Parece ser un elemento clave para guiar eficientemente los fotones hacia el fotosistema
  • Sí juega un papel en la fotosíntesis. Ahora estoy en el celular así que no tengo referencias a mano, pero ese es un caso 100% verificado
  • Si no fuera así, eso sí sería sorprendente. ¿Por qué el proceso evolutivo no exploraría mecanismos en los que intervienen efectos cuánticos?
• Siempre es divertido ver la falta de creatividad de los biólogos
  Parece que más o menos cada 10 años se demuestra que uno de los dogmas firmemente establecidos sobre los sistemas biológicos estaba equivocado, y se repite el patrón de que antes se burlaban de los físicos, informáticos o matemáticos que lo propusieron primero
• Cada vez que habla Sir Roger, me pregunto cuántas cosas guarda solo para sí mismo. De verdad es una joya de persona
  • Probablemente bastantes. Tiene posturas poco ortodoxas sobre varios temas
    Por ejemplo, no parece creer en la muerte térmica del universo, y también tiene teorías interesantes sobre las ondas gravitacionales y otras cosas
• No entiendo por qué enlazaron a este spam de blog en vez de al paper o a un artículo mejor
  Hossenfelder no tiene credenciales en neurociencia y a menudo se equivoca con mucha seguridad
• …pero, ¿no pasa eso también con todo lo que hace fotosíntesis?
  • Las plantas tienen mucha inteligencia. Por ejemplo, la timidez de copa, crecer extendiéndose para buscar agua, o avisarse entre árboles cuando una jirafa se está comiendo las hojas
• Si el cerebro pudiera obtener aunque fuera una pequeña ventaja adaptativa al aprovechar efectos cuánticos, lo haría
  Pero parece que la razón por la que a la gente le interesa este tema es porque cree que hay una conexión entre las propiedades cuánticas del cerebro y la conciencia. Ese argumento al final no parece ir más allá de “los efectos cuánticos se ven misteriosos, la conciencia también se ve misteriosa, por lo tanto los efectos cuánticos causan la conciencia o directamente son la conciencia”, y es bastante débil