Σύνοψη
Ένα επαναλαμβανόμενο κίνητρο για την εισαγωγή της κβαντικής θεωρίας στην ψυχιατρική και τις σχετικές κλινικές νευροεπιστήμες είναι ο ισχυρισμός ότι οι τυπικές υπολογιστικές/νευροβιολογικές περιγραφές αφήνουν τα κεντρικά χαρακτηριστικά της υποκειμενικότητας ανεπαρκώς εξηγημένα, συμπεριλαμβανομένου του ότι «ο μηχανισμός με τον οποίο ο εγκέφαλος παράγει σκέψεις και συναισθήματα παραμένει άγνωστος» και ότι «ο υπολογισμός από μόνος του δεν μπορεί να εξηγήσει γιατί έχουμε συναισθήματα, επίγνωση και ‘εσωτερική ζωή’.»[1] Σε αυτό το πλαίσιο, αρκετοί συγγραφείς υποστηρίζουν ότι «τα χαρακτηριστικά της συνείδησης που είναι δύσκολο να κατανοηθούν με όρους της συμβατικής νευροεπιστήμης έχουν προκαλέσει την εφαρμογή της κβαντικής θεωρίας», τοποθετώντας τα κβαντικά μοντέλα ως προσπάθειες εξήγησης της συνείδησης, της αυτενέργειας και σχετικών κλινικών φαινομένων, όπως η απώλεια συνείδησης που προκαλείται από την αναισθησία.[2, 3]
Σε όλη τη βιβλιογραφία που αντιπροσωπεύεται εδώ, ο όρος «κβαντικός» εισέρχεται στην ψυχιατρική με (τουλάχιστον) δύο διαφορετικούς τρόπους: (i) μηχανιστικές υποθέσεις που προτείνουν βιολογικά ενσωματωμένες μη κλασικές καταστάσεις (π.χ. συνοχή μικροσωληνίσκων και μοντέλα αντικειμενικής κατάρρευσης) και (ii) επίσημα μαθηματικά πλαίσια (κβαντική πιθανότητα / μοντέλα χώρου Hilbert) που χρησιμοποιούνται για την αναπαράσταση πλαισιοκρατικών, αμφίσημων ή μη κλασικών προτύπων στη νόηση και την ψυχοπαθολογία.[4] Ορισμένες πηγές υποστηρίζουν ρητά αυτή την κίνηση σε μεταφραστική βάση, επιχειρηματολογώντας υπέρ ενός «πιθανού τρόπου ενοποίησης της πειραματικής νευροεπιστήμης με κβαντικά μοντέλα προκειμένου να αντιμετωπιστούν εκκρεμή ζητήματα στην ψυχοπαθολογία», και προτείνοντας επίσης μια «θεμελίωση της ψυχιατρικής νόσου» σε κβαντικά μικροφυσικά φαινόμενα.[1, 5]
Orch-OR
Η Ενορχηστρωμένη Αντικειμενική Αναγωγή (Orch-OR) είναι η πλέον ανεπτυγμένη και συχνότερα αναφερόμενη κβαντική θεωρία συνείδησης σε αυτό το σύνολο δεδομένων, και παρουσιάζεται επανειλημμένα ως άμεσα σχετική με κλινικά ελεγχόμενα φαινόμενα συνείδησης (ειδικά τη γενική αναισθησία) και, πιο υποθετικά, με την ψυχιατρική νόσο μέσω ανωμαλιών στους μικροσωληνίσκους/κυτταροσκελετό και πεδίων συμπτωμάτων που σχετίζονται με τη συνείδηση.[6–8]
Κεντρική πρόταση
Ο κεντρικός ισχυρισμός της Orch-OR είναι ότι η «συνείδηση» αποδίδεται σε «κβαντικούς υπολογισμούς σε μικροσωληνίσκους στο εσωτερικό των νευρώνων του εγκεφάλου», αντί να προκύπτει αποκλειστικά από την επεξεργασία πληροφοριών σε συναπτικό επίπεδο ή επίπεδο δικτύου.[6, 7] Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, οι καταστάσεις των μικροσωληνίσκων αντιμετωπίζονται ως υπερθέσεις τύπου qubit που μπορούν να «ενωθούν μέσω διεμπλοκής... μέχρι την αναγωγή ή την ‘κατάρρευση’ σε καθορισμένες καταστάσεις εξόδου», και η περιγραφή της Orch-OR δίνει έμφαση στο ότι οι ταλαντώσεις των μικροσωληνίσκων «διαπλέκονται, υπολογίζουν και τερματίζονται (‘κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης’) μέσω της αντικειμενικής αναγωγής (‘OR’) του Penrose.»[6, 7]
Ένα διακριτικό χαρακτηριστικό είναι η στάση του Penrose για την αντικειμενική κατάρρευση: «Αντί η συνείδηση να προκαλεί την κατάρρευση/αναγωγή, ο Penrose πρότεινε ότι η κατάρρευση/αναγωγή συμβαίνει αυθόρμητα», με την κατάρρευση να συνδέεται με μια ιδιότητα του σύμπαντος που συνδέεται με την (‘πρωτο-’)συνείδηση.[9] Σχετικές διατυπώσεις περιγράφουν την OR ως μια «νέα φυσική της αντικειμενικής αναγωγής... [που επικαλείται] μια μορφή κβαντικής βαρύτητας» και ορίζουν τις συνειδητές στιγμές ως συμβαίνουσες όταν η συνεκτική υπέρθεση επιμένει μέχρι να επιτευχθεί ένα «αντικειμενικό... κατώφλι που σχετίζεται με την κβαντική βαρύτητα», σημείο στο οποίο το σύστημα «αυτο-ανάγεται (αντικειμενική αναγωγή: OR).»[10]
Σε αρκετά κείμενα της Orch-OR, αυτά τα γεγονότα αναγωγής είναι ρητά διακριτά και συνδέονται με τον ψυχοφυσικό χρονισμό: οι κβαντικοί υπολογισμοί περιγράφονται ως «διακριτά γεγονότα διάρκειας περίπου 25 msec (συζευγμένα με gamma synchrony EEG)... που κορυφώνονται σε μια συνειδητή στιγμή (π.χ. στα 40 Hz).»[3] Μια στενά ευθυγραμμισμένη δήλωση περιγράφει την Orch-OR ως προσδιορισμό «διακριτών συνειδητών στιγμών» με κβαντικούς υπολογισμούς μικροσωληνίσκων «40/s σε συμφωνία με το gamma synchrony EEG.»[11]
Ενορχήστρωση και MAPs
Η «ενορχήστρωση» της Orch-OR αποδίδεται συνήθως στον βιολογικό έλεγχο της κβαντικής δυναμικής, ειδικά μέσω των πρωτεϊνών που σχετίζονται με τους μικροσωληνίσκους (MAPs).[12] Πολλαπλές πηγές προτείνουν ότι οι συνδέσεις των MAPs «συντονίζουν» τις κβαντικές ταλαντώσεις των μικροσωληνίσκων και «ενορχηστρώνουν» τα πιθανά αποτελέσματα κατάρρευσης, διαμορφώνοντας έτσι ποιες κλασικές «καταστάσεις αποτελέσματος» της tubulin υλοποιούνται και πώς εφαρμόζουν νευροφυσιολογικές λειτουργίες μετά την αναγωγή.[12, 13]
Στοιχεία και προβλέψεις
Ένα κεντρικό εμπειρικό κίνητρο στη βιβλιογραφία της Orch-OR είναι η αναισθησία, με ισχυρισμούς ότι τα αναισθητικά «εξαλείφουν επιλεκτικά τη συνείδηση μέσω κβαντικών αλληλεπιδράσεων στο εσωτερικό των μικροσωληνίσκων», συνδέοντας ένα ελεγχόμενο κλινικό φαινόμενο με έναν συγκεκριμένο μηχανισμό σε κλίμακα μικροσωληνίσκων.[6] Σχετικές διατυπώσεις προτείνουν μια ελέγξιμη πρόβλεψη: «Μια συσχέτιση μεταξύ της αναισθητικής εξασθένησης των κβαντικών παλμών στους μικροσωληνίσκους και της κλινικής ισχύος του αναισθητικού θα επικύρωνε την ‘Orch’ ως ένα (υπο-)νευρικό υπόστρωμα της συνείδησης.»[6] Μια εξέχουσα εργασία της Orch-OR αντιμετωπίζει ρητά αυτή την πρόβλεψη ως δυνητικά διαψεύσιμη: «Εάν δεν βρεθεί κβαντική συμβολή στην tubulin/μικροσωληνίσκους, ή εάν βρεθεί αλλά δεν εξασθενεί από τα αναισθητικά, τότε η Orch (και η Orch OR) θα διαψευσθεί.»[7]
Αρκετές πηγές επισημαίνουν επίσης τα κβαντικά φαινόμενα μικροσωληνίσκων σε θερμοκρασία δωματίου ως σχετικό εμπειρικό υπόβαθρο, υποστηρίζοντας ότι «πειράματα έχουν πλέον αποδείξει μη τετριμμένα κβαντικά φαινόμενα σε MTs σε θερμοκρασία δωματίου.»[14] Πιο πρόσφατες εργασίες περιγράφονται ως ενδεικτικές κβαντικής-οπτικής μεταφοράς πέρα από τις κλασικές προσδοκίες, αναφέροντας ότι «η επαγόμενη από υπεριώδη ακτινοβολία διάδοση exciton μέσω μικροσωληνίσκων υπερέβη τις κλασικές προσδοκίες... υποδηλώνοντας ένα κβαντικό οπτικό φαινόμενο.»[15]
Στη νευροφυσιολογική πλευρά, η Orch-OR συζητείται συχνά παράλληλα με τον συγχρονισμό στη ζώνη γάμμα και την αναισθητική απώλεια της συνοχής γάμμα: η απώλεια συνείδησης κατά τη διάρκεια της γενικής αναισθησίας περιγράφεται ως «εξαφάνιση της μετωπο-οπίσθιας συνοχής gamma EEG» που επανέρχεται κατά την αφύπνιση.[3] Μια άλλη προτεινόμενη γέφυρα από τη δυναμική σε κλίμακα μικροσωληνίσκων προς το EEG είναι η υπόθεση των «συχνοτήτων διακροτήματος» (beat frequencies), η οποία παρουσιάζεται ως «μια πιθανή πηγή των παρατηρούμενων... EEG συσχετισμών της συνείδησης.»[16]
Μια περαιτέρω εμπειρική επέκταση χρησιμοποιεί τον διακρανιακό υπέρηχο (TUS) ως πιθανό ρυθμιστή της δυναμικής σε κλίμακα μικροσωληνίσκων, αναφέροντας ένα πιλοτικό εύρημα ότι η εφαρμογή «8 megahertz... στον κρόταφο... διαπίστωσε βελτιωμένη διάθεση για 40 λεπτά μετά τον υπέρηχο.»[17] Η ίδια αναφορά προτείνει μελλοντικές εργασίες και κλινικούς στόχους για δοκιμές TUS, κατονομάζοντας ρητά το «PTSD» και την «κατάθλιψη» μεταξύ των προτεινόμενων εφαρμογών.[17]
Τέλος, μια αναφορά που σχετίζεται με την Orch-OR επεκτείνει ρητά τα «κβαντικά κανάλια» των μικροσωληνίσκων στα ψυχοδραστικά φάρμακα, ισχυριζόμενη ότι τα «ψυχεδελικά φάρμακα... μπορούν να συνδεθούν σε κβαντικά κανάλια στην tubulin» και ενδέχεται να «αυξήσουν τη συχνότητα των κβαντικών διπολικών συντονισμών των μικροσωληνίσκων και των γεγονότων Orch OR», «διευρύνοντας» έτσι τη συνείδηση.[17]
Κριτικές και περιορισμοί
Οι κριτικές επικεντρώνονται τόσο στη φυσική αληθοφάνεια όσο και στη βιολογική κλιμάκωση, με τις ανησυχίες για την αποσυνοχή (decoherence) να σημειώνονται συχνά στη βιβλιογραφία που γειτνιάζει με την Orch-OR (π.χ. ότι η «decoherence... θα κατέστρεφε τις κβαντικές καταστάσεις προτού αυτές προλάβουν να επηρεάσουν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου»).[18] Μια ευρύτερη κριτική ανασκόπηση των κβαντικών προσεγγίσεων στη συνείδηση τονίζει ένα αποδεικτικό κενό σε μηχανιστικό επίπεδο, δηλώνοντας ότι «καμία μελέτη μέχρι σήμερα δεν έχει αποδείξει διεμπλοκή, μακρόβια συνοχή ή δυναμική κατάρρευσης σε νευρικό ιστό υπό επιχειρησιακά κριτήρια συγκρίσιμα με εκείνα που χρησιμοποιούνται σε ελεγχόμενα κβαντικά συστήματα.»[4]
Μια συγκεκριμένη ποσοτική κριτική στοχεύει στη βιολογική παραμετροποίηση της Orch-OR, υποστηρίζοντας ότι μια συχνά επαναλαμβανόμενη εκτίμηση του αριθμού tubulin προέρχεται από λανθασμένη πηγή: «πουθενά στο [Yu and Baas (1994)] δεν εκτιμάται ότι υπάρχουν διμερή tubulin ανά νευρώνα», και μια ανακατασκευή που υπονοεί «διμερή tubulin» ανά νευρώνα χρησιμοποιείται για να υποστηρίξει ότι (υπό συγκεκριμένες παραδοχές) «μόνο 15 νευρώνες συμμετέχουν σε κάθε συνειδητό γεγονός», αμφισβητώντας τους ισχυρισμούς κλιμάκωσης της Orch-OR.[19]
Άλλες κριτικές τονίζουν την ημιτελή κατάσταση της θεωρίας και την πολλαπλότητα των εφαρμογών των μοντέλων κατάρρευσης, σημειώνοντας ότι η «Orch OR δεν είναι ένα πλήρες μοντέλο της πραγματικότητας αλλά ένα έργο σε εξέλιξη» και ότι «υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους θα μπορούσε κανείς να κάνει αυτές τις βασικές ιδέες ακριβείς, επομένως πολλές ‘παραλλαγές’, έτσι ώστε οι πειραματικοί αποκλεισμοί να μπορούν να ‘περικόψουν μια μικρή κατηγορία πιθανών παραλλαγών’ αντί να διαψεύσουν ολόκληρο το πρόγραμμα.»[20]
Κβαντική δυναμική εγκεφάλου
Μια δεύτερη σημαντική παράδοση είναι η κβαντική δυναμική του εγκεφάλου (QBD) και οι σχετικές προσεγγίσεις κβαντικής θεωρίας πεδίου, οι οποίες στοχεύουν στην περιγραφή της εγκεφαλικής λειτουργίας «εντός του πεδίου της κβαντικής θεωρίας πεδίου» και στην αντιμετώπιση προηγμένων λειτουργιών όπως η συνείδηση και η μνήμη ως αναδυόμενων από μακροσκοπικές παραμέτρους τάξης και δυναμική πεδίου, παρά μόνο από τον υπολογισμό σε επίπεδο νευρωνικού δικτύου.[21, 22]
Μια αντιπροσωπευτική περιγραφή παρουσιάζει «ένα νέο κβαντικό πλαίσιο για τη διερεύνηση προηγμένων λειτουργιών του εγκεφάλου όπως η συνείδηση και η μνήμη», θεμελιώνοντάς το ρητά στην «κβαντική θεωρία πεδίου που ξεκίνησε... από τον... Hiroomi Umezawa.»[22] Σε αυτή την απεικόνιση, η «μνήμη» περιγράφεται ως αποθηκευμένη σε «μια κατάσταση μακροσκοπικής τάξης» και η «συνείδηση» περιγράφεται ως υλοποιούμενη από τη «δυναμική δημιουργίας και εξαΰλωσης ενεργειακών quanta του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και των μοριακών πεδίων του νερού και των πρωτεϊνών.»[22]
Μια σχετική γραμμή εργασίας που γειτνιάζει με την QBD προτείνει συγκεκριμένους κβαντικούς-οπτικούς μηχανισμούς στους μικροσωληνίσκους, συμπεριλαμβανομένης της συλλογικής εκπομπής («superradiance») και της μη γραμμικής διάδοσης («self-induced transparency»).[23] Σε αυτό το πλαίσιο, «ο υπερακτινοβόλος οπτικός υπολογισμός σε δίκτυα μικροσωληνίσκων... μπορεί να παρέχει μια βάση για τη βιομοριακή νόηση και ένα υπόστρωμα για τη συνείδηση», και «η γενική αναισθησία μπορεί να εξηγηθεί από τον αποκλεισμό γεγονότων κβαντικού επιπέδου» που υποστηρίζουν συλλογική συνεργατική δυναμική σε μακροσκοπικό επίπεδο.[23] Μια στενά ευθυγραμμισμένη δήλωση προτείνει παρομοίως ότι «τα μόρια αναισθητικού αερίου αναστέλλουν αναστρέψιμα τη συνείδηση μέσω ασθενούς... σύνδεσης σε υδρόφοβες περιοχές πρωτεϊνών» και συμπεραίνει ότι εάν η «κβαντική οπτική συνοχή των μικροσωληνίσκων... είναι απαραίτητη για τη συνείδηση», τα αναισθητικά «πρέπει με κάποιο τρόπο να την αναστέλλουν.»[24]
Κβαντική νόηση
Η κβαντική νόηση (QC) χρησιμοποιεί τα μαθηματικά της κβαντικής θεωρίας ως επίσημη γλώσσα για τη νόηση, προτείνοντας ότι η ψυχική δυναμική μπορεί να αναπαρασταθεί από πλαισιοκρατικές «καταστάσεις» και μη κλασική δομή πιθανοτήτων, αντί να υποθέτει σταθερές κλασικές προτάσεις και πιθανότητα κατά Kolmogorov σε κάθε γνωστικό τομέα.[25]
Μια κλινικά προσανατολισμένη ανασκόπηση της QC αναφέρει ότι η QC «προτείνει ένα εναλλακτικό θεωρητικό πλαίσιο στην κλασική λογική» για φαινόμενα όπως «η αμφιθυμία, οι επικαλυπτόμενες προθέσεις και οι ξαφνικές αλλαγές στην προοπτική», και υποστηρίζει ότι οι εξισώσεις της κβαντικής θεωρίας «μας επιτρέπουν να αναπαραστήσουμε επίσημα την ψυχική δυναμική που χαρακτηρίζεται από αμφιθυμία, διακυμάνσεις αποφάσεων, ευαισθησία στο πλαίσιο και ασυνείδητες συμπεριφορές.»[25] Υποδηλώνει ρητά κλινική συνάφεια ισχυριζόμενη ότι αυτά τα χαρακτηριστικά είναι «πολύ εμφανή» σε «διαταραχές προσωπικότητας... που χαρακτηρίζονται από συναισθηματική αστάθεια» και δίνει ένα συγκεκριμένο παράδειγμα: «ένας borderline ασθενής μπορεί ταυτόχρονα να επιθυμεί και να φοβάται την εγγύτητα ενός σημαντικού προσώπου.»[25]
Μια ευρύτερη κριτική ανασκόπηση των κβαντικών προσεγγίσεων στη συνείδηση επισημοποιεί τη βασική διάκριση μεταξύ φορμαλισμών τύπου QC και μηχανιστικών κβαντικών προτάσεων για τον εγκέφαλο, δηλώνοντας ότι οι κβαντικές αρχές μπορεί να προσφέρουν πλεονεκτήματα «ως επίσημα μαθηματικά πλαίσια για τη μοντελοποίηση της πλαισιοκρατικής νόησης» ή «ως μηχανιστικές υποθέσεις που προτείνουν βιολογικά ενσωματωμένες μη κλασικές καταστάσεις.»[4] Πλαισιώνει επίσης το αποδεικτικό πρότυπο για τους μηχανιστικούς ισχυρισμούς, τονίζοντας ότι «το καθοριστικό ερώτημα δεν είναι αν ο εγκέφαλος είναι κβαντικός, αλλά αν η δυναμική του υπερβαίνει την εξηγητική εμβέλεια των αυστηρά καθορισμένων κλασικών μοντέλων.»[4]
Κλινικές συνδέσεις
Η βιβλιογραφία που αντιπροσωπεύεται εδώ συνδέει τα κβαντικά μοντέλα με την ψυχιατρική κατά μήκος αρκετών κλινικά σημαντικών αξόνων, συμπεριλαμβανομένης της ψύχωσης και της διαταραχής του εαυτού, των διαταραχών της διάθεσης, της αναισθησίας και των ελεγχόμενων μεταβολών της συνείδησης, καθώς και των ανωμαλιών που σχετίζονται με τον χρόνο/αυτενέργεια, τις οποίες ορισμένοι συγγραφείς ερμηνεύουν ως σχετικές με την ψυχοπαθολογία και τη βούληση.[3, 5, 11, 26]
Σχιζοφρένεια
Μια ανασκόπηση εστιασμένη στη σχιζοφρένεια προτείνει ρητά την Orch-OR ως «μια ελκυστική πρόταση για την κατανόηση της βιολογίας της συνείδησης», δηλώνοντας ότι «επικαλείται κβαντικές διεργασίες στους μικροσωληνίσκους των νευρώνων» και υποστηρίζοντας ότι το μοντέλο είναι «ιδιαίτερα σημαντικό για την κατανόηση της σχιζοφρένειας... λόγω του κοινού ‘ικριώματος’ των μικροσωληνίσκων.»[26] Η ίδια ανασκόπηση πλαισιώνει τη σχιζοφρένεια ως διαταραχή της συνείδησης, παραθέτοντας στοιχεία για «ανωμαλίες του εαυτού, παρεκκλίνουσα αντίληψη του χρόνου καθώς και δυσλειτουργική προθετική σύνδεση (intentional binding)» και συνδέοντας αυτά με «παρεκκλίνουσες νευρικές ταλαντώσεις καθώς και ανωμαλίες των μικροσωληνίσκων», καταλήγοντας στο αξίωμα ότι «η Σχιζοφρένεια είναι μια διαταραχή της συνείδησης πιθανώς λόγω δυσλειτουργίας των μικροσωληνίσκων.»[26]
Άλλες προσεγγίσεις που σχετίζονται με τη σχιζοφρένεια είναι περισσότερο επίσημες ή μεταφορικές παρά μικροφυσικές, όπως η πρόταση μιας «κβαντικής λογικής... του ψυχοδυναμικού ασυνείδητου», με τον ισχυρισμό ότι αυτή η «υπολανθάνουσα κβαντική λογική... είναι επίσης η κυρίαρχη... λογική της σχιζοφρένειας», και την πρόταση ότι οι ψυχοθεραπευτές θα μπορούσαν να μάθουν μια «επίσημη Κβαντική Μετα-γλώσσα» για να επικοινωνούν πιο αποτελεσματικά με τους ασθενείς.[27]
Ευρύτερα, μια εργασία για τα κβαντικά παραδείγματα προτείνει πιθανές αντιστοιχίσεις από περιγραφές κβαντικών καταστάσεων στην ψυχωτική φαινομενολογία, προτείνοντας ότι «οι μετατοπίσεις από συνεκτικές σε μη συνεκτικές κβαντικές καταστάσεις εγκεφάλου μπορεί, όταν είναι παρεκκλίνουσες, να σηματοδοτούν νευρικούς συσχετισμούς της ψυχωτικής αντίληψης» και ότι οι «ασύμβατες σχέσεις φάσης» μπορεί να «ρίξουν φως στις κλινικές διαταραχές σκέψης.»[28] Ένα άρθρο γνώμης με ψυχιατρικό προσανατολισμό ισχυρίζεται ομοίως ότι «οι κβαντικές προσεγγίσεις θα μπορούσαν πιθανώς να μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε πολλά για τις παραισθήσεις, τις παραλήψεις και άλλες ψυχικές ανωμαλίες.»[29]
Κατάθλιψη και διαταραχές της διάθεσης
Η κατάθλιψη εξετάζεται σε μια πρόταση που στοχεύει ρητά στη σύνδεση των κβαντικών μοντέλων με την ψυχοπαθολογία, υποστηρίζοντας ότι οι κβαντικές θεωρίες «προσφέρουν μια βαθιά αλλαγή στις τρέχουσες προσεγγίσεις» και προτείνοντας την ενσωμάτωση με την πειραματική νευροεπιστήμη μέσω της «ροής της συνείδησης» και του EEG «Gamma Synchrony (GS)».[5] Μέσα σε αυτό το πλαίσιο, «ένας μονοπολικός καταθλιπτικός ασθενής θα μπορούσε να θεωρηθεί ως ένα υποκείμενο με αλλοιωμένη ροή συνείδησης», με «ενδείξεις» που υποδηλώνουν ότι η κατάθλιψη σχετίζεται με μια ροή συνείδησης «αυξημένης ισχύος», και με έναν σχετικό εμπειρικό ισχυρισμό ότι ο «συγχρονισμός γάμμα... είναι κατά κάποιο τρόπο αυξημένος... στην κροταφική περιοχή.»[5]
Ανασκοπήσεις της κβαντικής νευροβιολογίας προτείνουν επίσης (ακόμη υποθετικές) οδούς που συνδέουν τους κβαντικούς βαθμούς ελευθερίας με την ανταπόκριση στην ψυχιατρική θεραπεία, όπως η υπόθεση ότι η αποτελεσματικότητα του lithium «θα μπορούσε να οφείλεται στην αυξημένη αποσυνοχή που προκαλείται από τα πυρηνικά spin του lithium που περιλαμβάνονται στο Posner molecule.»[30] Παράλληλα, η αναφορά για τον υπέρηχο που σχετίζεται με την Orch-OR περιγράφει μια οξεία επίδραση «βελτιωμένης διάθεσης» μετά από σύντομη διέγερση TUS και προτείνει μελλοντικές δοκιμές που θα στοχεύουν σε καταστάσεις όπως το «PTSD» και η «κατάθλιψη».[17]
Αναισθησία και αλλοιωμένη συνείδηση
Η αναισθησία αποτελεί βασικό πεδίο δοκιμών σε πολλαπλές παραδόσεις κβαντικού νου επειδή προσφέρει έναν πειραματικά και κλινικά ελεγχόμενο χειρισμό της συνείδησης.[3, 14] Διατυπώσεις προσανατολισμένες στην Orch-OR υποστηρίζουν μια «κβαντική υπόθεση» στην οποία τα αναισθητικά προκαλούν αναίσθησία «διαταράσσοντας μια ευαίσθητη διεμπλεγμένη συλλογική κβαντική κατάσταση πολλών νευρικών MTs που αποτελεί το άμεσο υπόστρωμα της συνείδησης», και ισχυρίζονται περαιτέρω ότι η ευαισθησία αυτής της συνεκτικής κατάστασης σε ασθενή σύνδεση θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί τα αναισθητικά φαίνονται επιλεκτικά ειδικά για τη συνείδηση σε μέτριες δόσεις.[14]
Άλλες προσεγγίσεις μικροσωληνίσκων/κβαντικής θεωρίας ισχυρίζονται ότι «προσδιορίζονται τα ‘κβαντικά κανάλια’ των μικροσωληνίσκων στα οποία τα αναισθητικά εξαλείφουν τη συνείδηση» και προτείνουν επίσης τις «συχνότητες διακροτήματος» των κραδασμών των μικροσωληνίσκων ως υποψήφιους μεσολαβητές των EEG συσχετισμών της συνείδησης υπό αναισθησία και εγρήγορση.[16] Στα μοντέλα QBD/κβαντικής οπτικής, η αναισθησία πλαισιώνεται ομοίως ως αποκλεισμός γεγονότων συνεργασίας κβαντικού επιπέδου, με ρητούς ισχυρισμούς ότι «η γενική αναισθησία μπορεί να εξηγηθεί από τον αποκλεισμό γεγονότων κβαντικού επιπέδου» και ότι τα αναισθητικά αέρια αναστέλλουν τη συνείδηση μέσω ασθενούς σύνδεσης σε υδρόφοβες περιοχές πρωτεϊνών που θα μπορούσαν να διαταράξουν την απαραίτητη συνοχή.[24]
Αυτενέργεια και χρόνος
Αρκετές πηγές της Orch-OR συνδέουν την κβαντική αναγωγή με την αυτενέργεια και τη βούληση, προτείνοντας ότι «κάθε αναγωγή/συνειδητή στιγμή επιλέγει συγκεκριμένες καταστάσεις μικροσωληνίσκων που ρυθμίζουν τις νευρωνικές πυροδοτήσεις» και ότι αυτό μπορεί να υποστηρίξει τη «συνειδητή αιτιακή αυτενέργεια.»[31] Ένας σχετικός ισχυρισμός είναι ότι οι αναγωγές των κβαντικών καταστάσεων συνεπάγονται «χρονική μη-τοπικότητα», αναφέροντας ενδεχομένως πληροφορίες «τόσο προς τα εμπρός όσο και προς τα πίσω» στον αντιληπτό χρόνο και «σώζοντας» έτσι την ελεύθερη βούληση.[31]
Μια μελέτη της Orch-OR εστιασμένη στον χρόνο ισχυρίζεται ότι «η συνείδηση οφείλεται σε (αντικειμενικές) αναγωγές κβαντικής κατάστασης που δημιουργούν τη ροή του χρόνου», και δηλώνει ρητά ότι «οι επιδράσεις του χρόνου προς τα πίσω... θα μπορούσαν να επιτρέψουν τον συνειδητό έλεγχο σε πραγματικό χρόνο και να σώσουν τη συνειδητή ελεύθερη βούληση.»[9] Μια άλλη δήλωση υποστηρίζει παρομοίως ότι η Orch-OR «μπορεί να προκαλέσει χρονική μη-τοπικότητα, στέλνοντας κβαντικές πληροφορίες προς τα πίσω στον κλασικό χρόνο», συνδέοντας αυτό με αποδεικτικούς ισχυρισμούς στην ψυχολογία και τη νευροεπιστήμη και τοποθετώντας το ως λύση σε ένα πρόβλημα χρονισμού συνείδησης/αυτενέργειας που θεωρείται «πολύ αργό».[11] Μια περαιτέρω χρονικά προσανατολισμένη σύνοψη υποστηρίζει ότι υπάρχουν «αξιόπιστες αναφορές για φαινομενικά αποτελέσματα χρόνου προς τα πίσω σε ψυχικές καταστάσεις» και αποδίδει έναν πιθανό μηχανισμό στην πρόταση του Penrose ότι η OR έχει ένα «αναδρομικό αποτέλεσμα» που διαγράφει μη επιλεγμένες καμπυλότητες του χωροχρόνου, επιτρέποντας έτσι αναδρομικά αποτελέσματα στις «ψυχικές αντιλήψεις και δράσεις.»[32]
Ψυχεδελικές καταστάσεις
Μέσα σε μια αφήγηση Orch-OR που αντιμετωπίζει τα ενδοκυτταρικά κανάλια μικροσωληνίσκων ως σχετικά με τη ρύθμιση της συνείδησης, μια αναφορά ισχυρίζεται ότι τα ψυχεδελικά φάρμακα μπορούν να εισέλθουν στα κύτταρα και να «συνδεθούν σε κβαντικά κανάλια στην tubulin», αυξάνοντας έτσι τη συχνότητα συντονισμού των μικροσωληνίσκων και τα γεγονότα Orch-OR, «διευρύνοντας» τη συνείδηση.[17]
Κοινές έννοιες
Ακόμη και εκεί όπου η κβαντική φυσική δεν εκλαμβάνεται κυριολεκτικά ως μηχανισμός του εγκεφάλου, πολλαπλές κατευθύνσεις μοιράζονται ένα μικρό σύνολο επαναλαμβανόμενων εννοιολογικών κινήσεων που μπορούν να αντιστοιχιστούν σε ψυχιατρικά φαινόμενα, ιδίως τη συνύπαρξη ασύμβατων τάσεων τύπου υπέρθεσης, την ενημέρωση κατάστασης ή «κατάρρευση» ως γεγονός απόφασης/δέσμευσης, την ολιστικότητα τύπου διεμπλοκής ως μοντέλο για την ενότητα/σύνδεση και την κρισιμότητα/φασικές μεταβάσεις ως μοντέλο για απότομες μεταβολές στη συνειδητή κατάσταση.[14, 18, 25]
Πρώτον, τα μοντέλα QC αντιμετωπίζουν την αμφιθυμία και τις επικαλυπτόμενες προθέσεις ως κεντρικούς στόχους, χρησιμοποιώντας ρητά κβαντικούς φορμαλισμούς για να αναπαραστήσουν «την αμφιθυμία, τις επικαλυπτόμενες προθέσεις και τις ξαφνικές αλλαγές στην προοπτική», με κλινικά παραδείγματα όπως οι borderline ασθενείς που «ταυτόχρονα επιθυμούν και φοβούνται» την εγγύτητα.[25] Δεύτερον, οι διατυπώσεις της Orch-OR τοποθετούν επανειλημμένα την «κατάρρευση» ως παραγωγικό γεγονός για τις συνειδητές στιγμές, περιγράφοντας τη συνείδηση ως ακολουθίες αντικειμενικών αναγωγών («αυτο-καταρρεύσεων») ενορχηστρωμένων στους μικροσωληνίσκους, και αντιμετωπίζοντας έτσι τις διακριτές αναγωγές ως το μηχανιστικό ανάλογο των βηματικών στιγμών της εμπειρίας.[32]
Τρίτον, η διεμπλοκή επιστρατεύεται με μηχανιστικούς και οιονεί μηχανιστικούς τρόπους για να εξηγήσει την ενότητα και τη σύνδεση: μια περιγραφή της κβαντικής συνείδησης υποστηρίζει ότι η συνείδηση μεγάλης κλίμακας απαιτεί «μια ενιαία συλλογική διεμπλεγμένη κβαντική κατάσταση» και προτείνει ότι η ενότητα της εμπειρίας συνδέεται με «την αντικειμενική αποτελεσματική ενότητα του κβαντικού φυσικού υποστρώματος.»[14] Τέταρτον, αρκετές προτάσεις που γειτνιάζουν με την Orch-OR χρησιμοποιούν τη γλώσσα της κρισιμότητας, περιγράφοντας την αυτο-οργανωμένη κρισιμότητα ως ένα καθεστώς νόμου ισχύος, αμετάβλητο ως προς την κλίμακα, και αντιμετωπίζοντας γεγονότα τύπου κατάρρευσης ως φαινόμενα χιονοστιβάδας/μετάβασης που συμβαίνουν σε ψυχοφυσικές χρονικές κλίμακες (π.χ. «10–200 ms» σε ορισμένα μοντέλα).[18, 33]
Κριτική αξιολόγηση
Σε όλες αυτές τις βιβλιογραφίες, ένα επαναλαμβανόμενο μεθοδολογικό ρήγμα αφορά το αν οι κβαντικές ιδέες χρησιμοποιούνται ως (α) επίσημα μοντέλα νόησης και επιδράσεων πλαισίου ή (β) κυριολεκτικοί ισχυρισμοί για βιολογικά ενσωματωμένες μη κλασικές καταστάσεις που πρέπει να πληρούν επιχειρησιακά κριτήρια συγκρίσιμα με τα εργαστηριακά κβαντικά συστήματα.[4] Η ισχυρότερη γενική προειδοποίηση που αντιπροσωπεύεται εδώ είναι ότι, αν και ορισμένα ευρήματα έχουν ερμηνευθεί ως μη κλασικά, «καμία μελέτη μέχρι σήμερα δεν έχει αποδείξει διεμπλοκή, μακρόβια συνοχή ή δυναμική κατάρρευσης σε νευρικό ιστό» υπό επιχειρησιακά κριτήρια συγκρίσιμα με ελεγχόμενα κβαντικά συστήματα, και ως εκ τούτου η αξιολόγηση θα πρέπει να επικεντρωθεί στο εάν τα προτεινόμενα μοντέλα υπερβαίνουν τις καλά καθορισμένες κλασικές εναλλακτικές λύσεις.[4]
Ειδικά για την Orch-OR, μια σημαντική ανοικτή εμπειρική εξάρτηση είναι η στήριξη του μοντέλου σε κβαντικές ταλαντώσεις μικροσωληνίσκων «διαπλεγμένων μεταξύ νευρώνων σε όλο τον εγκέφαλο», που περιγράφεται ως «ένα χαρακτηριστικό που δεν έχει ακόμη αποδειχθεί.»[34] Το πρόγραμμα παρουσιάζει, ωστόσο, ρητές συνθήκες διαψευσιμότητας που συνδέονται με την αναισθησία, δηλώνοντας ότι η αποτυχία παρατήρησης κβαντικής συμβολής μικροσωληνίσκων (ή της εξασθένησής της από αναισθητικά) θα διέψευδε την Orch-OR.[7]
Επιπλέον, ορισμένες κριτικές είναι εσωτερικές/ποσοτικές, αμφισβητώντας την επάρκεια των βιολογικών αριθμών που χρησιμοποιούνται για την υποστήριξη των εκτιμήσεων χρονικής κλίμακας και μεγέθους της Orch-OR, συμπεριλαμβανομένων των ισχυρισμών για εσφαλμένη παράθεση στις εκτιμήσεις του αριθμού tubulin και των συνεπειών για το πόσοι νευρώνες θα μπορούσαν να συμμετέχουν σε ένα συνεκτικό γεγονός Orch-OR υπό δεδομένες παραδοχές.[19] Μια ξεχωριστή κριτική σύνθεση (εστιασμένη στη σκοπιμότητα) καταλήγει στο συμπέρασμα ότι η Orch-OR «στερείται πειστικών πειραματικών στοιχείων, ειδικά όσον αφορά τη σύνδεση μεταξύ του κβαντικού υπολογισμού στους μικροσωληνίσκους και της νευρωνικής δραστηριότητας.»[35]
Τέλος, ακόμη και οι θετικές συζητήσεις τονίζουν την ανάγκη για θεωρητική βελτίωση και δοκιμές ανά παραλλαγή, υπογραμμίζοντας ότι η Orch-OR «είναι... ένα έργο σε εξέλιξη» με πολλές πιθανές «παραλλαγές», και ότι ο αποκλεισμός μιας συγκεκριμένης εφαρμογής μοντέλου κατάρρευσης μπορεί να αφαιρέσει μόνο μια «μικρή κατηγορία» παραλλαγών αντί να αφορά ολόκληρη την εννοιολογική πρόταση.[20]
Μελλοντικές κατευθύνσεις
Αρκετές πηγές συγκλίνουν στην ανάγκη για πολυεπίπεδα, ελέγξιμα μοντέλα που συνδέουν ρητά τις μικροφυσικές υποθέσεις με τη μετρήσιμη νευροφυσιολογία και τα κλινικά φαινόμενα, όπως η αναισθησία και τα συμπτώματα που σχετίζονται με την ψυχοπαθολογία.[5, 34] Πρόσφατες εξελίξεις στην Orch-OR στοχεύουν ρητά σε αυτό, περιγράφοντας «ένα κβαντικό-κλασικό πλαίσιο» που προορίζεται να υποστηρίξει την «ενσωμάτωση σε ένα ελέγξιμο και προβλεπτικό πολυεπίπεδο μοντέλο» και προτείνοντας ότι η κβαντική-κλασική θεωρία μπορεί να παράγει «συναρτήσεις συσχέτισης, φάσματα και θερμοδυναμικές ιδιότητες» συγκρίσιμα με πειράματα.[34, 36]
Στην ευρύτερη βιβλιογραφία της κβαντικής νευροβιολογίας, μια κατεύθυνση είναι η αντιμετώπιση του εγκεφάλου ως ενός εξαιρετικά μη γραμμικού συστήματος στο οποίο τα κβαντικά γεγονότα μικρο-επιπέδου θα μπορούσαν να ενισχυθούν προς τα πάνω, τονίζοντας ότι οι «μικροσκοπικές διακυμάνσεις... δεν χρειάζεται να είναι αληθείς» για να εξουδετερωθούν σε «εξαιρετικά μη γραμμικά συστήματα όπως ο εγκέφαλός μας», και ότι «μελλοντικά πειράματα» μπορεί να «βρουν ή να διαψεύσουν μια σύνδεση μεταξύ της συνοχής των ιοντικών καναλιών, των δυναμικών πεδίου και της... κβαντικού τύπου συμπεριφοράς λήψης αποφάσεων.»[37] Μια άλλη προγραμματική στάση είναι ότι η πρόοδος στην «κβαντική νευροβιολογία» εξαρτάται από την πρόοδο στην κβαντική βιολογία γενικά, και ότι πολλοί προτεινόμενοι νευρικοί κβαντικοί μηχανισμοί παραμένουν «σε μεγάλο βαθμό θεωρητικοί», προτείνοντας μια σταδιακή προσέγγιση στην οποία οι βιοφυσικές θέσεις και οι επιχειρησιακές υπογραφές σταδιακά στενεύουν και περιορίζονται πειραματικά.[30]
Κλινικά, αρκετοί συγγραφείς προτείνουν ρητά ότι τα μοντέλα μικροσωληνίσκων και κυτταροσκελετού θα μπορούσαν να δώσουν κίνητρο για παρεμβάσεις που στοχεύουν στις «μικροσωληνισκικές και κυτταροσκελετικές απαρχές της νευροπαθολογίας», συμπεριλαμβανομένης της κατάθλιψης, και επισημαίνουν μεθόδους όπως η διέγερση με υπέρηχο ως εύλογες μεταφραστικές περιπτώσεις δοκιμών επειδή είναι πειραματικά εφικτές και άμεσα σχετικές με συμπτώματα και καταστάσεις κεντρικής σημασίας για την ψυχιατρική.[8, 17]
Σύγκριση
Ο παρακάτω πίνακας συνοψίζει πώς διαφέρουν οι κύριες προσεγγίσεις ως προς το τι σημαίνει ο όρος «κβαντικός» και πώς η καθεμία προτείνει τη συνάφεια με την ψυχιατρική.
