Is Quantum Physics Necessary for the Account of Consciousness? The Lecture of Stuart Hameroff

This lecture was organized by support of Moscow Center for Consciousness Studies, Russian House and Polytech Museum of Moscow. The nature of consciousness, the mechanism by which it occurs in the brain and its place in the universe are unknown. In the mid 1990’s Sir Roger Penrose and I suggested that consciousness depends on biologically ‘orchestrated’ coherent quantum processes in collections of microtubules within brain neurons, that these quantum processes correlate with, and regulate, neuronal activity, and that the continuous Schrodinger evolution of each such process terminates in accordance with the specific Diosi-Penrose (‘DP’) scheme of objective reduction (‘OR’) of the quantum state. ‘Orchestrated’ OR activity (‘Orch OR’) is taken to result in moments of full conscious awareness and/or choice. The DP form of OR is related to the fundamentals of quantum mechanics and space-time geometry, so Orch OR suggests a connection between brain biomolecular processes and the basic structure of the universe. I will review Orch OR in light of criticisms, presenting experimental evidence for 1) hierarchical microtubule quantum resonances (terahertz, gigahertz, megahertz, kilohertz), and 2) anesthetics preventing consciousness through quantum actions on microtubules. Further novel Orch OR suggestions include 1) topological quantum bits (‘qubits’) intrinsic to microtubule geometry, 2) interference ‘beat frequencies’ of fast (e.g. megahertz) microtubule vibrations producing slower electro-encephalographic (EEG) correlates of consciousness, 3) mental state alterations caused by brain stimulation with megahertz mechanical vibrations (ultrasound), and 4) OR-based primitive feelings prompting life’s origin and evolution. Orch OR is rigorous, consistent with neuronal-level approaches and better supported experimentally than other theories of consciousness. Reference: Hameroff & Penrose (2014) Phys. Life Rev., 11(1):39-78 Визит Стюарта Хамероффа в Москву был организован нашим Центром. Лекция стала возможной благодаря поддержке политехнического музея в лице Ольги Вад и Russian House в лице Татьяны Гинзбург. Природа сознания, механизм посредством которого оно появляется в мозге и его место во Вселенной неизвестны. В середине 1990х годов сэр Роджер Пенроуз, и я выдвинули предположение, что сознание зависит от биологически «оркестирруемых» когерентных квантовых процессов в микротрубочках нейронов, что эти квантовые процессы коррелируют с нейронной активностью и регулируют ее, что непрерывное шредингеровское развитие каждого такого процесса завершается в соответствии со специальной схемой объективной редукции (ОР) квантового состояния Диози-Пенроуза (ДП). Считается, что «Оркестрируемая» ОР активность возникает в моменты полной сознательной осведомленности и/или выбора. ДП форма ОР связана с фундаментальными основами квантовой механики и пространственно-временной геометрии, поэтому «оркестрируемая» ОР предполагает связь между мозговыми биомолекулярными процессами и фундаментальной структурой Вселенной. Я представлю обзор «оркестрируемой» ОР в свете критики, представляя экспериментальные свидетельства в пользу 1) иерархических квантовых резонансов в микротрубочках (терагерц, гигагерц, мегагерц, килогерц) и 2) анестетиков, препятствующих появлению сознания посредством квантовых воздействий на микротрубочки. Дальнейший рассказ об «оркестрируемой» ОР включает 1) топологические квантовые биты («квабиты») присущие геометрии микротрубочек, 2) вмешательство «частоты биений» быстрых (например, мегагерц) колебаний микротрубочек, производящих замедленные электро-энцелографические корреляты (ЭЭГ) сознания, 3) изменения ментального состояния, вызванные стимуляцией мозга мегагерцовыми механическими колебаниями (ультразвуком) и 4) примитивные ощущения, фундированные ОР, побуждающие к появлению и эволюции жизни. «Оркестрируемая» ОР является полноценной теорией, совместимой с методами нейронного уровня и лучше поддерживается экспериментально, чем другие теории сознания.