À l’aide d’appareils d’IRM modifiés, les physiciens ont peut-être découvert un enchevêtrement quantique entre le cœur et le cerveau
Si quelqu’un devait (théoriquement) vous lancer une clé à molette, vous pourriez être en mesure de l’attraper juste à temps pour éviter une commotion cérébrale. Mais comment? En règle générale, pour les réactions d’une fraction de seconde, nous ne décidons pas consciemment d’attraper. Votre cerveau réagit, fait ce qu’il faut pour attraper, et vous n’avez pas du tout besoin d’y penser.
En fait, notre cerveau prend régulièrement des décisions avant même que nous ne le sachions. Dans une expérience de 2008 , qui a depuis été répétée à plusieurs reprises, les participants ont reçu des tâches de prise de décision pendant que leur cerveau était surveillé à l’aide de techniques d’imagerie cérébrale. Il a été découvert que le cerveau peut prendre une décision jusqu’à 10 secondes avant que son propriétaire n’en soit conscient.
Il se passe beaucoup de choses dans l’esprit que les scientifiques essaient encore de comprendre. En effet, malgré les nombreuses tentatives des neuroscientifiques au cours du siècle dernier et au-delà, il a été difficile de déterminer exactement pourquoi la conscience existe ou ce qu’elle est – un dilemme connu sous le nom de ” problème difficile de la conscience “. Même si nous avons une bonne compréhension de l’origine de la conscience – essentiellement via les neurones qui s’envoient des signaux les uns aux autres – les scientifiques ne savent toujours pas comment elle se produit dans la matière. Après tout, les humains ne sont constitués que de produits chimiques de base comme le reste de l’univers. Une pierre n’est pas consciente, n’est-ce pas ? Alors, qu’est-ce qui rend notre soupe de produits chimiques appelée cerveau différente ? C’est le problème difficile à résoudre.
Pendant des décennies, certains chercheurs étrangers ont postulé que le cerveau avait un lien avec l’intrication quantique qui aboutit à la conscience. Et une expérience récente publiée dans le Journal of Physics Communications est un indicateur que cela pourrait être possible.
“Quantum” est un terme utilisé si souvent, en particulier dans le domaine de la pseudoscience, qu’il peut être dénué de sens s’il n’est pas correctement contextualisé, mais il ne doit pas être déroutant. Tout le domaine de la mécanique quantique traite simplement des choses à leur plus petit niveau possible, aussi petit ou plus petit que les atomes. “Quantum” dans ce contexte est synonyme de discret : un photon est un quantum de lumière , par exemple, c’est-à-dire un paquet discret d’énergie ou de matière
À une échelle macroscopique, le royaume des balles de baseball et des planètes, les objets ont tendance à avoir des emplacements et des vitesses bien définis. C’est le domaine de la physique “classique”. Mais les règles de la physique opèrent légèrement différemment dans le monde des tout petits. À l’échelle quantique – dans ce sens, nous entendons “minuscules” – les atomes ou particules individuels n’ont pas de points fixes, mais une probabilité qu’ils existent à un certain endroit à un certain moment. Plus étrange encore, des particules individuelles peuvent avoir des connexions avec d’autres particules en différents points de l’espace.
“Je pense que si vous demandez, la plupart des neuroscientifiques – ou même des physiciens – diraient qu’il n’est pas possible de trouver un enchevêtrement dans le cerveau.”
Dr Christian Kerskens
Pourtant, cette idée que la mécanique quantique est impliquée dans la conscience n’est toujours pas très populaire parmi la plupart des neuroscientifiques ou des physiciens, qui croient que la conscience se produit via la physique classique, et non au niveau quantique. Il est particulièrement difficile de tester l’idée car elle nécessite de mesurer l’activité cérébrale humaine vivante à des niveaux incroyablement petits.
“Je pense que si vous demandez, la plupart des neuroscientifiques – ou même des physiciens – diraient qu’il n’est pas possible de trouver un enchevêtrement dans le cerveau”, a déclaré à Salon le Dr Christian Kerskens, physicien principal à l’Institut des neurosciences du Trinity College de Dublin. L’intrication est une théorie centrale de la mécanique quantique qui explique comment les photons ou les électrons peuvent se connecter ou s’emmêler, même à de longues distances. Les particules intriquées peuvent avoir des propriétés qui semblent être dans deux états à la fois, jusqu’à ce que quelqu’un intervienne et les observe.
“En fait, je travaillais là-dessus depuis longtemps”, a déclaré Kerskens. “J’ai fait des mesures du flux sanguin pendant mon doctorat. Et quand j’ai étudié la dynamique du flux sanguin, j’ai pensé à quelque chose qui se passait là-bas que vous ne pouvez pas vraiment expliquer avec la physique classique.”
“Je suis responsable des deux IRM au Trinity College”, a ajouté Kerskens. “En tant que physicien, je suis la personne qui doit proposer des idées sur ce que nous pouvons en faire.”
Kerskens a emprunté un modèle d’expérience qui a été utilisé pour explorer la gravité quantique, décrite comme “l’un des mystères physiques les plus profonds de notre temps”. Une théorie de la gravité quantique cherche à marier deux domaines de la physique apparemment opposés : le monde microscopique de la mécanique quantique avec le monde macroscopique de la gravité. Ce sont d’étranges compagnons de lit : la gravité a une portée apparemment illimitée, et les structures à plus grande échelle de l’univers, les superamas galactiques, existent en raison de la capacité de la gravité à créer des structures qui s’étendent sur des millions d’années-lumière ; Pourtant, à petite échelle, la force de gravité est négligeable et est généralement ignorée dans les calculs de mécanique quantique. Pendant des décennies, les physiciens ont essayé de proposer une théorie qui fusionne ces deux forces, mais en vain.
Alors qu’est-ce que la mécanique quantique pourrait avoir à voir avec le cerveau ? À l’aide d’appareils d’IRM (imagerie par résonance magnétique) légèrement modifiés, Kerskens et son co-auteur David López Pérez de l’Académie polonaise des sciences ont scanné 40 sujets de test. En imagerie par résonance magnétique, des aimants extrêmement puissants alignent toutes les particules magnétiques du corps humain dans la même direction ; le mouvement de la matière à l’intérieur d’une personne peut alors être observé avec précision.
Dans le cas de ces expériences, les appareils IRM n’ont pas été exactement piratés, mais ils ont été utilisés de manière non conventionnelle. Normalement, avec ces machines massives, vous voulez un signal clair. Mais Kerskens et Pérez les ont modifiés pour que leurs signaux ressemblent presque à une radio réglée sur statique
Ensuite, les chercheurs ont surveillé les signaux de l’eau cérébrale, un fluide qui s’accumule naturellement dans nos crânes et dont les spins de protons peuvent être détectés par IRM. Grâce à la statique, ils ont également reçu des signaux du cœur appelés “potentiels évoqués par les battements de cœur”.
Le cœur fait tout son travail via des signaux envoyés par le cerveau ; il a été démontré que cette relation influence la perception consciente , qui change avec le centre d’attention . Dans l’expérience d’IRM, Kerskens et Pérez ont découvert que les signaux du rythme cardiaque étaient corrélés avec des pics d’activité cérébrale.
C’était inattendu : ces types de signaux de battements cardiaques ne sont normalement pas détectables par une IRM. Pourtant, les chercheurs pensent qu’ils pourraient les détecter parce que les protons dans l’eau du cerveau et les protons dans le cœur avaient leurs spins “enchevêtrés” – ce qui signifie que le cerveau a peut-être médié l’enchevêtrement. Cela implique que quelque chose se passe au niveau quantique avec les signaux du cerveau.
“Nous avons constaté qu’il existe une corrélation entre notre signal et les performances de la mémoire à court terme des volontaires”, a expliqué Kerskens. Dans l’article, lui et Pérez ont souligné que “les fluctuations quantiques peuvent être essentielles pour la dynamique cérébrale et le fonctionnement cognitif”.
En d’autres termes, la superposition de ces deux signaux est un indicateur fort d’intrication. Encore une fois, c’est un aspect fondamental de la mécanique quantique, ce qui signifie que notre cerveau et donc notre conscience pourraient fonctionner un peu comme un ordinateur quantique. Cette expérience est un bon indicateur de quelque chose qui s’est passé qui s’est enchevêtré – d’autant plus que quelques participants à la recherche se sont endormis, comme on le fait dans un appareil d’IRM, et lorsqu’ils sont devenus inconscients, le signal a disparu.
Kerskens et Pérez ont répété l’expérience dans un autre article publié en octobre, cette fois avec 60 participants d’âges différents. La moitié avait entre 18 et 29 ans et les autres avaient plus de 65 ans. Sans surprise, les signaux du rythme cardiaque étaient moins stables avec l’âge, mais après avoir passé un test qui mesure les performances mentales, il est devenu clair que la complexité du rythme cardiaque pouvait être liée d’une manière ou d’une autre à une capacité cognitive améliorée.
“Nous avons constaté qu’il existe une corrélation entre notre signal et les performances de la mémoire à court terme des volontaires”, a expliqué Kerskens. Dans l’article, lui et Pérez ont souligné que “les fluctuations quantiques peuvent être essentielles pour la dynamique cérébrale et le fonctionnement cognitif”.
Mais ce n’est pas une preuve tangible, du moins pas encore. Néanmoins, il vaut la peine de continuer à explorer cette question car les implications sont énormes. Cela pourrait offrir une manière complètement différente d’examiner les thérapies pour les accidents vasculaires cérébraux ou les maladies neurologiques. Cela pourrait aider à construire de meilleurs ordinateurs quantiques. Ou cela pourrait simplement indiquer que nous devons repenser le fonctionnement de l’esprit.
“Est-ce que la mécanique quantique n’est peut-être pas complète ? Y a-t-il quelque chose d’autre qui nous manque ?” s’est demandé Kerskens.
Les appareils IRM existent depuis longtemps, alors pourquoi n’ont-ils pas été utilisés auparavant de cette façon ? Kerskens a déclaré qu’il supposait que la raison pour laquelle ce type d’expérience n’avait pas été fait auparavant était que la plupart des gens ne croient pas que la mécanique quantique soit liée à la façon dont le cerveau crée la conscience. Et plus de recherches sont vraiment nécessaires pour mieux démontrer que la conscience est quantique.
“Notre expérience n’explique pas comment cela pourrait fonctionner. Cela prouve seulement que cela devrait être quantique”, a déclaré Kerskens. “Peut-être qu’il y a une explication différente à cela. La prochaine étape serait alors, comment cela fonctionne-t-il réellement ? Ce sera pour moi, le prochain aspect intéressant.”
Source : salon, Par TROY FARAH
