Resumo
Uma motivação recorrente para a importação da teoria quântica para a psiquiatria e neurociências clínicas relacionadas é a alegação de que as descrições computacionais/neurobiológicas padrão deixam características fundamentais da subjetividade insuficientemente explicadas, incluindo que “o mecanismo pelo qual o cérebro gera pensamentos e sentimentos permanece desconhecido” e que “o cálculo por si só não pode explicar por que temos sentimentos, consciência e ‘vida interior’.”[1] Neste contexto, diversos autores argumentam que “características da consciência difíceis de compreender em termos da neurociência convencional evocaram a aplicação da teoria quântica,” posicionando os modelos quânticos como tentativas de explicar a consciência, a agência e fenômenos clínicos relacionados, como a perda de consciência induzida por anestesia.[2, 3]
Em toda a literatura aqui representada, o termo “quantum” entra na psiquiatria de (pelo menos) duas formas distintas: (i) hipóteses mecanísticas que propõem estados não clássicos instanciados biologicamente (ex: coerência de microtubule e modelos de colapso objetivo), e (ii) estruturas matemáticas formais (probabilidade quântica / modelos de espaço de Hilbert) usadas para representar padrões contextuais, ambíguos ou não clássicos na cognição e psicopatologia.[4] Algumas fontes defendem explicitamente esse movimento por razões translacionais, argumentando por uma “possível maneira de integrar a neurociência experimental com modelos quânticos para abordar questões pendentes na psicopatologia,” e propondo também uma “fundamentação da doença psiquiátrica” em fenômenos microfísicos quânticos.[1, 5]
Orch-OR
A Orchestrated Objective Reduction (Orch-OR) é a teoria da consciência quântica mais desenvolvida e citada com maior frequência neste conjunto de dados, sendo repetidamente apresentada como diretamente relevante para fenômenos de consciência clinicamente controláveis (especialmente anestesia geral) e, de forma mais especulativa, para doenças psiquiátricas através de anormalidades de microtubule/citoesqueleto e domínios de sintomas relacionados à consciência.[6–8]
Proposta central
A alegação central da Orch-OR é que a “consciência” é atribuível a “computações quânticas em microtubules dentro dos neurônios cerebrais,” em vez de surgir unicamente do processamento de informações no nível sináptico/de rede.[6, 7] Dentro desse enquadramento, os estados de microtubule são tratados como sobreposições semelhantes a qubits que podem se “unificar por emaranhamento... até a redução, ou ‘colapso’ para estados de saída definidos,” e o relato da Orch-OR enfatiza que as oscilações de microtubule “se emaranham, computam e terminam (‘colapso da função de onda’) pela redução objetiva de Penrose (‘OR’).”[6, 7]
Uma característica distintiva é a postura de colapso objetivo de Penrose: “Em vez de a consciência causar o colapso/redução, Penrose propôs que o colapso/redução ocorresse espontaneamente,” com o colapso ligado a uma propriedade do universo conectada à (‘proto-’)consciência.[9] Formulações relacionadas descrevem a OR como uma “nova física de redução objetiva... [apelando] para uma forma de gravidade quântica,” e definem momentos conscientes como ocorrendo quando a sobreposição coerente persiste até que um “limiar objetivo... relacionado à gravidade quântica” seja atingido, ponto em que o sistema “se autorreduz (redução objetiva: OR).”[10]
Em vários textos da Orch-OR, esses eventos de redução são explicitamente discretizados e conectados ao tempo psicofísico: as computações quânticas são descritas como “eventos discretos de aproximadamente 25 msec de duração (acoplados ao EEG de sincronia gama)... culminando em um momento consciente (ex: a 40 Hz).”[3] Uma declaração estreitamente alinhada descreve a Orch-OR como identificando “momentos conscientes discretos” com computações quânticas de microtubule “40/s em concerto com o EEG de sincronia gama.”[11]
Orquestração e MAPs
A “orquestração” da Orch-OR é comumente atribuída ao controle biológico sobre a dinâmica quântica, especialmente através de microtubule-associated proteins (MAPs).[12] Múltiplas fontes propõem que as ligações de MAPs “ajustam” as oscilações quânticas de microtubule e “orquestram” os resultados de colapso possíveis, moldando assim quais “estados de resultado” clássicos da tubulin são realizados e como eles implementam funções neurofisiológicas após a redução.[12, 13]
Evidências e previsões
Uma motivação empírica central na literatura de Orch-OR é a anestesia, com alegações de que os anestésicos “apagam seletivamente a consciência por meio de interações quânticas dentro dos microtubules,” ligando um fenômeno clínico controlável a um mecanismo específico na escala do microtubule.[6] Formulações relacionadas propõem uma previsão testável: “Uma correlação entre o amortecimento anestésico de batimentos quânticos em microtubules e a potência clínica anestésica validaria a ‘Orch’ como um correlato (sub-)neural da consciência.”[6] Um importante artigo de Orch-OR trata explicitamente essa previsão como potencialmente falseável: “Se a interferência quântica em tubulin/microtubules não for encontrada, ou se encontrada não for amortecida por anestésicos, então a Orch (e Orch OR) seria falseada.”[7]
Várias fontes também apontam para efeitos quânticos em microtubule à temperatura ambiente como um contexto empírico relevante, afirmando que “experimentos demonstraram agora efeitos quânticos não triviais em MTs à temperatura ambiente.”[14] Trabalhos mais recentes são descritos como sugestivos de transporte quântico-óptico além das expectativas clássicas, relatando que a “propagação de excitons induzida por ultravioleta através de microtubules excedeu as expectativas clássicas... sugerindo um efeito óptico quântico.”[15]
Do lado neurofisiológico, a Orch-OR é frequentemente discutida juntamente com a sincronia da banda gama e a perda anestésica da coerência gama: a perda de consciência durante a anestesia geral é descrita como um “desaparecimento da coerência do EEG gama frontal-posterior” que retorna ao despertar.[3] Outra ponte proposta da dinâmica na escala do microtubule para o EEG é a hipótese das “frequências de batimento,” introduzida como “uma possível fonte dos correlatos de EEG da consciência observados.”[16]
Uma extensão adicional de inclinação empírica utiliza o ultrassom transcraniano (TUS) como um possível modulador da dinâmica na escala do microtubule, relatando uma descoberta piloto de que a aplicação de “8 megahertz... na têmpora... encontrou uma melhora no humor por 40 minutos após o ultrassom.”[17] O mesmo relato sugere trabalhos de acompanhamento e propõe alvos clínicos para ensaios de TUS, nomeando explicitamente “PTSD” e “depressão” entre as aplicações sugeridas.[17]
Finalmente, um relato associado à Orch-OR estende explicitamente os “canais quânticos” de microtubule para drogas psicoativas, alegando que “drogas psicodélicas... podem se ligar em canais quânticos na tubulin” e podem “aumentar a frequência de ressonâncias de dipolo quântico de microtubule e eventos Orch OR,” assim “expandindo” a consciência.”[17]
Críticas e restrições
As críticas concentram-se tanto na plausibilidade física quanto na escala biológica, com preocupações sobre decoerência frequentemente observadas na literatura adjacente à Orch-OR (ex: que a “decoerência... destruiria os estados quânticos antes que pudessem ter um impacto na atividade cerebral”).[18] Uma revisão crítica mais ampla das abordagens quânticas da consciência enfatiza uma lacuna de evidências no nível mecanístico, afirmando que “nenhum estudo até o momento demonstrou emaranhamento, coerência de longa duração ou dinâmica de colapso em tecido neural sob critérios operacionais comparáveis aos utilizados em sistemas quânticos controlados.”[4]
Uma crítica quantitativa específica visa a parametrização biológica da Orch-OR, argumentando que uma estimativa de contagem de tubulin comumente repetida tem origem incorreta: “em nenhum lugar em [Yu e Baas (1994)] é estimado que existam tubulin dimers por neurônio,” e uma reconstrução implicando “tubulin dimers” por neurônio é usada para argumentar que (sob premissas específicas) “apenas 15 neurônios participam de cada evento consciente,” desafiando as alegações de escala da Orch-OR.[19]
Outras críticas enfatizam o status incompleto da teoria e a multiplicidade de implementações de modelos de colapso, observando que a “Orch OR não é um modelo completo da realidade, mas um trabalho em andamento,” e que “existem muitas maneiras de tornar essas ideias básicas precisas, portanto, muitas ‘variantes’, de modo que exclusões experimentais podem ‘cortar uma pequena classe de variantes possíveis’ em vez de refutar todo o programa.”[20]
Dinâmica cerebral quântica
Uma segunda grande tradição é a dinâmica cerebral quântica (QBD) e abordagens relacionadas à teoria quântica de campos, que visam descrever a função cerebral “dentro do domínio da teoria quântica de campos” e tratar funções avançadas como consciência e memória como emergentes de parâmetros de ordem macroscópica e dinâmica de campos, em vez de apenas da computação de redes neuronais.[21, 22]
Uma descrição representativa apresenta “uma nova estrutura quântica para investigar funções avançadas do cérebro, como consciência e memória,” fundamentando-a explicitamente na “teoria quântica de campos originada... por... Hiroomi Umezawa.”[22] Nesta descrição, a “memória” é descrita como armazenada em “um estado de ordem macroscópica,” e a “consciência” é descrita como realizada pela “dinâmica de criação e aniquilação de quanta de energia do campo eletromagnético e campos moleculares de água e proteína.”[22]
Uma linha de trabalho relacionada, adjacente à QBD, propõe mecanismos ópticos quânticos específicos em microtubules, incluindo emissão coletiva (“superradiância”) e propagação não linear (“transparência autoinduzida”).[23] Nessa estrutura, a “computação óptica superradiante em redes de microtubules... pode fornecer uma base para a cognição biomolecular e um substrato para a consciência,” e a “anestesia geral pode ser explicada pelo bloqueio de eventos de nível quântico” que sustentam a dinâmica macroscópica cooperativa coletiva.[23] Uma declaração estreitamente alinhada propõe de forma semelhante que “moléculas de gás anestésico inibem reversivelmente a consciência por meio de uma ligação fraca... em regiões hidrofóbicas de proteínas,” e infere que se a “coerência óptica quântica de microtubule... é essencial para a consciência,” os anestésicos “devem de alguma forma inibi-la.”[24]
Cognição quântica
A cognição quântica (QC) utiliza a matemática teórico-quântica como uma linguagem formal para a cognição, propondo que a dinâmica mental pode ser representada por “estados” sensíveis ao contexto e uma estrutura de probabilidade não clássica, em vez de assumir proposições clássicas estáveis e probabilidade de Kolmogorov em todos os domínios cognitivos.[25]
Uma revisão de QC clinicamente orientada afirma que a QC “propõe uma estrutura teórica alternativa à lógica clássica” para fenômenos como “ambivalência, intenções sobrepostas e mudanças repentinas de perspectiva,” e argumenta que as equações da teoria quântica “nos permitem representar formalmente a dinâmica mental caracterizada pela ambivalência, flutuações de decisão, sensibilidade ao contexto e comportamentos inconscientes.”[25] Ela sugere explicitamente a relevância clínica ao alegar que essas características são “muito evidentes” em “transtornos de personalidade... caracterizados por instabilidade emocional,” e dá um exemplo concreto: “um paciente borderline pode simultaneamente desejar e temer a proximidade de uma figura significativa.”[25]
Uma revisão crítica mais ampla das abordagens quânticas da consciência formaliza a distinção fundamental entre os formalismos do tipo QC e as propostas mecanísticas de cérebro quântico, afirmando que os princípios quânticos podem oferecer alavancagem “como estruturas matemáticas formais para modelar a cognição contextual” ou “como hipóteses mecanísticas que propõem estados não clássicos instanciados biologicamente.”[4] Também estabelece o padrão de evidência para alegações mecanísticas, enfatizando que “a questão decisiva não é se o cérebro é quântico, mas se a sua dinâmica excede o alcance explicativo de modelos clássicos rigorosamente definidos.”[4]
Conexões clínicas
A literatura aqui representada liga os modelos quânticos à psiquiatria ao longo de vários eixos clinicamente salientes, incluindo psicose e perturbação do self, transtornos do humor, anestesia e mudanças controláveis da consciência, e anomalias relacionadas ao tempo/agência que alguns autores interpretam como relevantes para a psicopatologia e a volição.[3, 5, 11, 26]
Esquizofrenia
Uma revisão focada na esquizofrenia propõe explicitamente a Orch-OR como “uma proposição atraente para entender a biologia da consciência,” afirmando que ela “invoca processos quânticos nos microtubules dos neurônios,” e argumentando que o modelo é “particularmente importante para a compreensão da esquizofrenia... devido ao ‘esqueleto’ compartilhado de microtubules.”[26] A mesma revisão enquadra a esquizofrenia como um transtorno da consciência, citando evidências de “anormalidades do self, percepção aberrante do tempo, bem como ligação intencional disfuncional,” e ligando-as a “oscilações neurais aberrantes, bem como anormalidades de microtubule,” culminando no postulado de que “a esquizofrenia é um transtorno da consciência possivelmente devido à disfunção de microtubule.”[26]
Outras abordagens adjacentes à esquizofrenia são mais formais ou metafóricas do que microfísicas, como a proposta de “uma lógica quântica... do inconsciente psicodinâmico,” com a alegação de que esta “lógica quântica sub rosa... é também a lógica dominante... da esquizofrenia,” e a sugestão de que os psicoterapeutas poderiam aprender uma “Metalinguagem Quântica formal” para se comunicarem de forma mais eficaz com os pacientes.[27]
De forma mais ampla, um artigo sobre paradigmas quânticos sugere mapeamentos candidatos de descritores de estado quântico para a fenomenologia psicótica, propondo que “mudanças de estados cerebrais quânticos coerentes para incoerentes podem, quando aberrantes, sinalizar correlatos neurais de percepção psicótica,” e que “relações de fase incompatíveis” podem “lançar luz sobre transtornos do pensamento clínicos.”[28] Um artigo de opinião voltado para a psiquiatria também afirma que “as abordagens quânticas poderiam presumivelmente nos ajudar a entender muito sobre alucinações, delírios e outras anormalidades psíquicas.”[29]
Depressão e transtornos do humor
A depressão é abordada em uma proposta que visa explicitamente conectar modelos quânticos à psicopatologia, argumentando que as teorias quânticas “oferecem uma mudança profunda nas abordagens atuais,” e propondo a integração com a neurociência experimental através do “fluxo de consciência” e do EEG de “Sincronia Gama (GS).”[5] Dentro dessa estrutura, “um paciente com depressão unipolar poderia ser visto como um sujeito com um fluxo de consciência alterado,” com “pistas” sugerindo que a depressão se relaciona a um fluxo de consciência de “potência aumentada,” e com uma alegação empírica associada de que a “Sincronia Gama... é de alguma forma aumentada... na região temporal.”[5]
Revisões de neurobiologia quântica também propõem caminhos (ainda especulativos) que ligam graus de liberdade quânticos à resposta ao tratamento psiquiátrico, como a sugestão de que a eficácia do Lithium “poderia ser devida ao aumento da decoerência induzida pelos spins nucleares de Lithium incluídos na Posner molecule.”[30] Em paralelo, o relatório de ultrassom adjacente à Orch-OR descreve um efeito agudo de “melhora do humor” após uma breve estimativa de TUS e sugere ensaios futuros visando condições incluindo “PTSD” e “depressão.”[17]
Anestesia e consciência alterada
A anestesia é um campo de teste fundamental em múltiplas tradições da mente quântica porque oferece uma manipulação da consciência experimental e clinicamente controlável.[3, 14] Formulações orientadas pela Orch-OR defendem uma “hipótese quântica” na qual os anestésicos causam inconsciência ao “perturbar um delicado estado quântico coletivo emaranhado de muitos MTs neurais que constitui o substrato direto da consciência,” e afirmam ainda que a suscetibilidade deste estado coerente à ligação fraca poderia explicar por que os anestésicos parecem seletivamente específicos para a consciência em doses moderadas.[14]
Outras abordagens de microtubule/quantum alegam que “canais quânticos de microtubule nos quais os anestésicos apagam a consciência são identificados,” e também propõem “frequências de batimento” de vibração de microtubule como mediadores candidatos de correlatos de EEG da consciência sob anestesia e vigília.[16] Em modelos de QBD/óptica quântica, a anestesia é enquadrada de forma semelhante como um bloqueio de eventos cooperativos de nível quântico, com alegações explícitas de que a “anestesia geral pode ser explicada pelo bloqueio de eventos de nível quântico,” e que gases anestésicos inibem a consciência através de ligação fraca em regiões proteicas hidrofóbicas que poderiam interromper a coerência essencial.[24]
Agência e tempo
Várias fontes da Orch-OR conectam a redução quântica à agência e à volição, propondo que “cada redução/momento consciente seleciona estados específicos de microtubule que regulam os disparos neuronais,” e que isso pode sustentar a “agência causal consciente.”[31] Uma alegação relacionada é que as reduções de estado quântico implicam em “não localidade temporal,” potencialmente referindo informações “tanto para frente quanto para trás” no tempo percebido e, assim, “resgatando o livre-arbítrio.”[31]
Um tratamento da Orch-OR focado no tempo afirma que a “consciência se deve a reduções (objetivas) de estado quântico que criam o fluxo do tempo,” e afirma explicitamente que “efeitos de tempo retroativo... poderiam permitir o controle consciente em tempo real e resgatar o livre-arbítrio consciente.”[9] Outra declaração afirma de forma semelhante que a Orch-OR “pode causar não localidade temporal, enviando informações quânticas para trás no tempo clássico,” ligando isso a alegações de evidências na psicologia e neurociência e posicionando-o como uma solução para um problema de tempo de consciência/agência “tarde demais”.[11] Um resumo adicional orientado para o tempo afirma que existem “relatos credíveis de efeitos de tempo aparentemente retroativos em estados mentais,” e atribui um mecanismo possível à proposta de Penrose de que a OR tem um “efeito retroativo” que deleta curvaturas do espaço-tempo não selecionadas, permitindo assim efeitos retroativos em “percepções e ações mentais.”[32]
Estados psicodélicos
Dentro de uma narrativa de Orch-OR que trata os canais de microtubule intracelulares como relevantes para a modulação da consciência, um relato afirma que drogas psicodélicas podem entrar nas células e “se ligar em canais quânticos na tubulin,” aumentando assim a frequência de ressonância de microtubule e os eventos Orch-OR, “expandindo” a consciência.[17]
Conceitos compartilhados
Mesmo onde a física quântica não é interpretada literalmente como um mecanismo cerebral, múltiplas vertentes compartilham um pequeno conjunto de movimentos conceituais recorrentes que podem ser mapeados para fenômenos psiquiátricos, notadamente a coexistência de tendências incompatíveis semelhante à sobreposição, a atualização de estado ou “colapso” como um evento de decisão/compromisso, o holismo semelhante ao emaranhamento como um modelo para unidade/ligação, e a criticidade/transições de fase como um modelo para mudanças abruptas no estado consciente.[14, 18, 25]
Primeiro, os modelos de QC tratam a ambivalência e as intenções sobrepostas como alvos centrais, usando explicitamente formalismos quânticos para representar “ambivalência, intenções sobrepostas e mudanças repentinas de perspectiva,” com exemplares clínicos como pacientes borderline que “simultaneamente desejam e temem” a proximidade.[25] Segundo, as formulações da Orch-OR centram repetidamente o “colapso” como um evento gerador de momentos conscientes, descrevendo a consciência como sequências de reduções objetivas (“autocolapsos”) orquestradas em microtubules, tratando assim reduções discretas como o análogo mecanístico de momentos graduais de experiência.[32]
Terceiro, o emaranhamento é invocado de formas mecanísticas e quase-mecanísticas para explicar a unidade e a ligação: um relato de consciência quântica argumenta que a consciência em larga escala requer “um único estado quântico emaranhado coletivo,” e sugere que a unidade da experiência está ligada à “unidade objetiva eficaz do substrato físico quântico.”[14] Quarto, várias propostas adjacentes à Orch-OR recrutam a linguagem da criticidade, descrevendo a criticidade auto-organizada como um regime de lei de potência invariante de escala e tratando eventos do tipo colapso como fenômenos de avalanche/transição ocorrendo em escalas de tempo psicofísicas (ex: “10–200 ms” em alguns modelos).[18, 33]
Avaliação crítica
Ao longo destas literaturas, uma linha de fratura metodológica repetida diz respeito a se as ideias quânticas são usadas como (a) modelos formais de cognição e efeitos de contexto ou (b) alegações literais sobre estados não clássicos instanciados biologicamente que devem satisfazer critérios operacionais comparáveis aos sistemas quânticos de laboratório.[4] A cautela geral mais forte representada aqui é que, embora algumas descobertas tenham sido interpretadas como não clássicas, “nenhum estudo até o momento demonstrou emaranhamento, coerência de longa duração ou dinâmica de colapso em tecido neural” sob critérios operacionais comparáveis aos sistemas quânticos controlados e, portanto, a avaliação deve se concentrar em se os modelos propostos excedem alternativas clássicas bem definidas.[4]
Para a Orch-OR especificamente, uma grande dependência empírica aberta é a confiança do modelo em oscilações quânticas de microtubule “emaranhadas entre neurônios por todo o cérebro,” descrita como “uma característica que ainda não foi comprovada.”[34] O programa, no entanto, apresenta condições de falseabilidade explícitas ligadas à anestesia, afirmando que a falha em observar a interferência quântica de microtubule (ou o seu amortecimento por anestésicos) falsearia a Orch-OR.[7]
Além disso, algumas críticas são internas/quantitativas, desafiando a adequação dos números biológicos usados para apoiar as estimativas de escala e tempo da Orch-OR, incluindo alegações de citações incorretas em estimativas de contagem de tubulin e implicações decorrentes de quantos neurônios poderiam participar em um evento Orch-OR coerente sob determinadas premissas.[19] Uma síntese crítica separada (focada na viabilidade) conclui que a Orch-OR “carece de evidências experimentais convincentes, especialmente em relação à ligação entre a computação quântica em microtubules e a atividade neuronal.”[35]
Finalmente, mesmo discussões simpáticas enfatizam a necessidade de refinamento teórico e testes específicos de variantes, salientando que a Orch-OR “é... um trabalho em andamento” com muitas “variantes” possíveis, e que a exclusão de uma implementação concreta de modelo de colapso pode apenas remover uma “pequena classe” de variantes em vez de abordar toda a proposta conceitual.[20]
Direções futuras
Várias fontes convergem para a necessidade de modelos multiescala testáveis que conectem explicitamente hipóteses microfísicas à neurofisiologia mensurável e a fenômenos clínicos, como a anestesia e sintomas relevantes para a psicopatologia.[5, 34] Desenvolvimentos recentes da Orch-OR visam explicitamente isso, delineando “uma estrutura quântico-clássica” destinada a apoiar a “integração em um modelo multiescala testável e preditivo,” e propondo que a teoria quântico-clássica pode gerar “funções de correlação, espectros e propriedades termodinâmicas” comparáveis a experimentos.[34, 36]
Na literatura mais ampla de neurobiologia quântica, uma direção é tratar o cérebro como um sistema altamente não linear no qual eventos quânticos de micronível podem ser amplificados para cima, enfatizando que “flutuações minúsculas... não precisam ser verdadeiras” para se anularem em “sistemas altamente não lineares como o nosso cérebro,” e que “experimentos futuros” podem “encontrar ou refutar uma ligação entre a coerência de canais iônicos, potenciais de campo e... comportamento de decisão do tipo quântico.”[37] Outra postura programática é que o progresso na “neurobiologia quântica” depende do progresso na biologia quântica em geral, e que muitos mecanismos quânticos neurais propostos permanecem “amplamente teóricos,” sugerindo uma abordagem em estágios na qual os locais biofísicos e as assinaturas operacionais são progressivamente restringidos e limitados experimentalmente.[30]
Clinicamente, vários autores propõem explicitamente que modelos de microtubule e do citoesqueleto poderiam motivar intervenções visando “origens de microtubule e do citoesqueleto da neuropatologia,” incluindo a depressão, e apontam para modalidades como a estimulação por ultrassom como casos de teste translacionais plausíveis porque são experimentalmente tratáveis e diretamente relevantes para sintomas e estados centrais para a psiquiatria.[8, 17]
Comparação
A tabela abaixo resume como as principais abordagens diferem no que “quantum” significa e como cada uma propõe relevância para a psiquiatria.
