Bewustzijn uit een buisje

Neurowetenschappers en filosofen vermoeden dat menselijk bewustzijn te verklaren valt met het onderling gekwebbel van de hersencellen in ons brein. Maar volgens Roger Penrose hebben de hersenen daarbij hulp nodig van kwantummechanica.

We weten hoe het is om de kleur groen te zien, iets te vergeten of liefdesverdriet te voelen. Geen dier als de mens kan zo uitgebreid stilstaan bij zijn eigen hersenspinsels en daden. Maar waar komt dit bewustzijn vandaan?

Het zit hem natuurlijk allemaal in de hersenen. Hoewel nog geen beschrijving bestaat van hoe hersencellen stap voor stap bewustzijn voortbrengen, vinden neurowetenschappers aannemelijk dat het zo werkt. Eén hersencel is zich nergens van bewust. Maar zet tien miljard van deze neuronen bij elkaar en ze vormen hele netwerken met bijzondere eigenschappen, zoals dus bewustzijn.

De Amerikaanse filosoof Daniel Dennett vat het zo samen: ‘Ja, we hebben een ziel, maar die is gemaakt van ontiegelijk veel kleine robots.’

Roger Penrose (82), emeritus hoogleraar wis- en natuurkunde van de universiteit van Oxford, gelooft daar niks van. Hij heeft een eigen theorie over bewustzijn die haaks staat op de neurowetenschappen. Dat miljarden hersencellen in ons brein met elkaar knap ingewikkelde netwerken vormen, is volgens hem niet voldoende aanleiding voor bewustzijn. Steeds slimmere chiptechnologie tovert een computer ook niet ineens om tot een bewust wezen, redeneert hij. Volgens Penrose heeft bewustzijn daarom meer nodig dan de slim georganiseerde rekenkracht waar neurowetenschappers naar kijken.

Mysterie

Hét missende ingrediënt is volgens Penrose ‘een diepgaand begrijpen’ dat buiten rekenkracht om gaat. Onze hersencellen hebben daartoe waarschijnlijk toegang tot een speciaal fenomeen, zegt de hoogleraar: de kwantummechanica. Dat is een tak van de natuurkunde die verklaart hoe kleine deeltjes zoals elektronen bijvoorbeeld op meerdere plekken tegelijk kunnen bestaan, of in meerdere toestanden tegelijk kunnen verkeren. Volgens Penrose helpt de speelruimte van zulke kwantumtoestanden onze neuronen hun normale rekenkracht te overstijgen, waarmee de deur naar bewustzijn is geopend.

Toch staan collega-wetenschappers niet in de rij om zich aan te sluiten bij zijn alternatieve kijk op de zaak. Steven Laureys, hoogleraar neurologie aan de universiteit van Luik, deelt bijvoorbeeld niet de opvatting dat de huidige neurowetenschappelijke verklaring voor bewustzijn enorm tekortschiet. ‘Natuurlijk is bewustzijn nog steeds een groot mysterie,’ zegt hij, ‘maar er zijn toch wel erg veel studies die aantonen dat verschillende toestanden van bewustzijn samenhangen met de communicatie tussen bepaalde hersengebieden. Ons eigen onderzoek met comapatiënten heeft daar veel aan bijgedragen.’

Laureys benadrukt dat hij de theorie van Penrose niet zomaar van de hand wil wijzen. Maar, zo voegt hij er direct aan toe: ‘Tot dusver hebben wij nog geen gegevens gezien waarvan we zeggen: ja, nu moeten we brein toch als kwantumobject gaan beschouwen.’

microtubule

Microtubuli

Dat Penrose nog niet met overtuigend bewijs is aangekomen, wil niet zeggen dat hij het niet geprobeerd heeft. Samen met de Amerikaanse anesthesioloog Stuart Hameroff publiceert Penrose het ene controversiële onderzoek na het andere. Hameroff veronderstelt dat kleine buisjes binnen in onze hersencellen bewustzijn voortbrengen: de microtubuli. Die zouden dan een soort oerbewustzijn uit de kwantumwereld tappen en doorgeven aan de rest van het brein. Bewustzijn uit een buisje dus. Maar er is twijfel of dat idee hout snijdt. ‘Kwantumexperts hebben zich al over de voorstellen van Penrose en Hameroff gebogen,’ zegt Alexander Brinkman, hoogleraar kwantummechanica aan de Universiteit Twente. ‘En de conclusie is eigenlijk wel duidelijk: het werkt niet.’

Het grootste probleem is de schaal. Kwantummechanica werkt alleen voor de allerkleinste deeltjes. Brinkman: ‘Dingen die bijna geen massa hebben, zoals elektronen, ondervinden veel natuurkrachten uit de kwantumwereld. Is een object iets zwaarder, dan nemen andere krachten het over en vallen de kwantumgolven weg in de ruis. En microtubuli horen bij die grote, zware wereld.’

Kwakzalvers

Niet ontvankelijk voor deze kritiek, komen Penrose en Hameroff in 2013 met een nieuw bewijsstuk voor kwantumeffecten in de microtubulen. In het blad Physics of Life Reviews schrijven ze dat Anirban Bandyopadhyay, werkzaam als natuurkundige aan het Nationaal Instituut voor Materiaalwetenschap (NIMS) in Japan, toch aanwijzingen voor kwantumeffecten in de buisjes heeft ontdekt.

Brinkman heeft die studie bekeken, maar ziet er niet de kwantumaanwijzingen in die Penrose wel ziet. ‘Wat ze hier hebben gemeten is dat de microtubulen prima elektrische geleiders zijn. Er zijn zoveel dingen die goed elektriciteit geleiden, maar dat maakt niet automatisch de kwantumcoherentie mogelijk waar Penrose naar zoekt. Wil je dat voor elkaar krijgen, dan moet je speciale materialen afkoelen tot ver onder het vriespunt. Dat gebeurt niet in onze hersenen.’

Ook zegt Brinkman niet te begrijpen hoe Penrose en Hameroff denken dat een ingewikkeld probleem als kwantummechanica het makkelijker maakt om bewustzijn te begrijpen.

Hameroff meent echter dat de theorie juist veel uitlegt. In een boekhoofdstuk dat hij samen met de spiritualiteitsgoeroe Deepak Chopra heeft geschreven, zegt de anesthesioloog dat het kwantumbrein een goede verklaring biedt voor bijna-doodervaringen, het gezonde effect van meditatie en het bestaan van de ziel.

Dat gaat Brinkman te ver: ‘Ik heb over dit soort zaken tijdens mijn oratie stelling genomen, omdat aan het idee kwantumbewustzijn geld verdiend wordt door kwakzalvers. Quantum healing is helemaal in, afgaande op de talloze praatgroepjes die er in Nederland mee aan de haal gaan. Dat vind ik erg schadelijk.’

LezingMicrotubuli & het grote debat over het bewustzijn door Roger Penrose, Stuart Hameroff en Anirban Bandyopadhyay. Donderdag 16 januari 20.30 uur, de Brakke Grond, Amsterdam.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *