החידה שפנרוז לא הצליח לעזוב
רוג'ר פנרוז הגיע אל שאלת התודעה לא כחוקר מוח אלא כמתמטיקאי ופיזיקאי. הוא התעניין ביכולת האנושית להבין אמת מתמטית, גם כאשר אי אפשר להגיע אליה באמצעות סדרה סגורה של הוראות. בעקבות משפטי אי השלמות של קורט גדל הוא הציע שהחשיבה האנושית אינה מתמצה בחישוב אלגוריתמי. מבחינתו, אם הבנה אמיתית כוללת משהו שמעבר להפעלת כללים, המוח אינו יכול להיות רק מחשב ביולוגי מורכב.
הצעד הבא היה לחפש בטבע תהליך פיזיקלי שאינו מתנהג כמו חישוב רגיל. פנרוז הפנה את המבט אל בעיית המדידה הקוונטית, ובפרט אל הרגע שבו ריבוי האפשרויות המתואר בגל קוונטי הופך לתוצאה אחת. הוא הציע שהקריסה הזאת אינה תלויה רק במדידה חיצונית, אלא עשויה להתרחש באופן אובייקטיבי כאשר ההבדל בין מצבי מסה אפשריים נעשה גדול דיו ומשפיע על מבנה המרחב והזמן.
המפגש עם סטיוארט המרוף
הרופא וחוקר ההרדמה סטיוארט המרוף חיפש במשך שנים את המקום שבו פעילות תאית יכולה להפוך לחוויה. הוא התמקד במיקרוטובולים, צינוריות חלבון זעירות המרכיבות חלק משלד התא. בתוך תאי העצב הן אינן רק קורות תמיכה: הן משתתפות בהובלה, בארגון ובוויסות פעולות תאיות. המרוף הציע שהמבנה הסדור שלהן עשוי לאפשר עיבוד מידע עדין בהרבה מן הפעילות החשמלית המוכרת בין תאי העצב.
כאשר המרוף קרא את עבודתו של פנרוז, הוא הציע שהמיקרוטובולים הם המקום הביולוגי שחסר במודל. החיבור ביניהם הוליד את Orch OR, קיצור של Orchestrated Objective Reduction. לפי ההצעה, מצבים קוונטיים במיקרוטובולים מתפתחים, מאורגנים על ידי התא ולבסוף עוברים הפחתה אובייקטיבית. כל אירוע כזה מתאים לרגע יסודי של חוויה, ורצף עצום של אירועים יוצר את זרם התודעה.
למה ההרדמה חשובה לסיפור
חומרי הרדמה יכולים לכבות את החוויה המודעת בלי לעצור לחלוטין את הפעילות החשמלית של המוח. המרוף ראה בכך רמז לכך שהתודעה תלויה ברובד עמוק יותר מן הירי העצבי לבדו. חומרים מרדימים נקשרים לאזורים הידרופוביים בחלבונים, ובהם טובולין, המרכיב המרכזי של המיקרוטובולים. מכאן נולד מסלול מחקר שבוחן אם השפעת ההרדמה על חלבונים תאיים קשורה לאובדן התודעה.
המודל אינו אומר שכל תהליך קוונטי הוא תודעה. המילה 'מתוזמרת' חשובה: הפעילות הקוונטית אמורה להשתלב בארגון הביולוגי של הנוירון, בקלט מן הסינפסות ובקצב הפעילות של רשתות מוחיות. כך מבקשת התיאוריה לחבר בין שכבת המרחב והזמן, המבנה הפנימי של התא והחוויה שאנו מכירים מבפנים.
הרעיון הגדול
אם Orch OR מתאר אפילו חלק מן התמונה, התודעה אינה תוצר צדדי שמופיע רק לאחר שהמוח נעשה מורכב מספיק. היא קשורה לתכונות בסיסיות של המציאות, והמוח הוא מערכת שמארגנת אותן לחוויה עשירה, לזיכרון ולהחלטה. זהו שינוי עמוק במבט: במקום לשאול כיצד חומר חסר חוויה מייצר לפתע עולם פנימי, שואלים כיצד החיים לומדים להתחבר לפוטנציאל של חוויה שכבר טמון בטבע.
פנרוז והמרוף אינם מציגים תודעה כקסם. הם מציעים מנגנון שניתן לקשור לזמנים, למבנים ביולוגיים ולהשפעות פיזיקליות. הדרך להבנה מלאה עוד ארוכה, אך עצם החיבור בין מתמטיקה, כבידה קוונטית, ביולוגיה והרדמה הפך את Orch OR לאחת ההצעות השאפתניות ביותר בחקר התודעה.
החוקר מסביר את הרעיון
רוג'ר פנרוז וסטיוארט המרוף מסבירים תודעה ופיזיקה של המוח