«Кубитами мозга» у Пенроуза стали суперпозиции нейронов, как возбуждающихся, так и не возбуждающихся. Было два рациональных возражения против этой гипотезы. Во-первых, квантовые суперпозиции разрушаются взаимодействием с окружающей средой («декогеренция»), и в лабораторных условиях требуют изоляции и сверхнизких температур. Как могут квантовые суперпозиции избегать декогеренции достаточно долго для того, чтобы выполнять полезные функции в теплом и влажном мозгу?
Во-вторых, нейроны и синапсы выглядят слишком крупными и сложными для тонких квантовых эффектов. Одноклеточные организмы, вроде инфузорий туфелек, умеют грациозно плавать, избегать объектов и хищников, учиться и запоминать, находить пищу и товарищей, спариваться!
Если мы заглянем внутрь нейронов, инфузорий и других, мы увидим очень хорошо упорядоченные сети («цитоскелет»), составленные из микротрубочек и других капиллярных структур, которые организуют клеточную жизнедеятельность. Чувствительность и передвижение инфузорий, деление клеток («митоз»), рост клеток, формирование синапсов и все аспекты координированных функций выполняются микротрубочками, цилиндрическими полимерами белка тубулина, упакованными в гексагональные решетки, составляющие цилиндрический корпус микротрубочки.
В течение двадцати лет я изучал, как микротрубочки могут обрабатывать информацию, действуя подобно компьютерам. В 80-х вместе с коллегами Ричем Ваттом, Стином Расмуссеном и другими я предположил что кооперативное взаимодействие между субъединицами тубулина работает как «клеточный автомат» молекулярного масштаба. Наша работа показала, что переключения состояний тубулина в микротрубочках дают в каждом нейроне такой же потенциал для обработки информации, каким обладает мозг в целом на синаптическом уровне. Но этот огромный прирост потенциала для обработки информации по классической схеме не помогает разрешить загадки сознания.
Однако микротрубочки, похоже, являются отличными кандидатами на роль квантовых компьютеров, которые искал Пенроуз. Так как состояния тубулина управляются внутренними механическими квантовыми силами (силы Ван-дер-Ваальса-Лондона), они могут находиться в квантовой суперпозиции множества состояний («квантовые биты», «кубиты»), и микротрубочки можно рассматривать как квантовые компьютеры, участвующие в организации жизни клетки.
В начале 90-х сэр Роджер Пенроуз и я объединили свои усилия чтобы разработать модель квантовых вычислений в микротрубочках мозга, отвечающих за работу сознания. Квантовые вычисления изолируются от декогеренции окружением специфическими эволюционными механизмами, и редуцируют в классические состояния под воздействием объективного порога Пенроуза, связанного с квантовой гравитацией («объективная редукция – ОР»). Это связывает процесс с фундаментальной