O trabalho de Penrose é baseado em uma interpretação do teorema da incompletude do matemático Kurt Godel, que afirma que alguns resultados não podem ser comprovados por um algoritmo de computador. Penrose argumenta que os matemáticos humanos são capazes de provar os chamados “resultados improváveis de Godel” e, portanto, o cérebro humano não pode ser descrito como um computador típico. Em vez disso, diz ele, para alcançar essas habilidades superiores, processos cerebrais devem contar com a mecânica quântica.
Mas a teoria de Penrose não explica como a computação quântica acontece dentro nos cérebros humanos, apenas que o fenômeno seria necessário para resolver certas equações matemáticas. Hameroff leu o trabalho de Penrose e sugeriu que pequenas estruturas fibrosas que dão as células o seu apoio estrutural – conhecidas como microtúbulos – podem ser capaz de realizar cálculos quânticos.
Os microtúbulos são formados por unidades da proteína tubulina, que contém regiões onde elétrons estão girando muito próximos uns do outros. Hameroff sugeriu que estes elétrons podem tornar-se “emaranhados quânticos”, um estado no qual duas partículas retêm uma ligação, e uma ação executada em um afeta o outro, mesmo quando os dois estão separados por uma grande distância. [Interações quântica são 10 mil vezes mais rápidas do que a luz]
No modelo Orch OR, as probabilidades matemáticas que descrevem os estados quânticos desses elétrons entrelaçados em microtúbulos tornam-se instáveis no espaço-tempo. Essas probabilidades matemáticas são chamadas funções de onda, e nesse cenário elas colapsam, passando de um estado de probabilidade para uma realidade específica. Neste estado, os microtúbulos em um neurônio podem estar ligados aos de outros neurônios através de conexões elétricas conhecidas como junções. Estas junções permitiram que os elétrons criem um “túnel” para outras regiões do cérebro, resultando em ondas de atividade neural que são percebidas como a experiência consciente.
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