La electrodinámica cuántica podría darnos la clave para descifrar el misterio de cómo surge la consciencia

“Durante siglos, la consciencia ha sido el misterio más profundo de la humanidad. ¿Surge puramente de las redes neuronales [en el cerebro] o se conecta con algo más fundamental?”. Con esa pregunta, Joachim Keppler introduce su hipótesis, “que los estados conscientes pueden surgir de la capacidad del cerebro de resonar con el vacío cuántico, el campo de punto cero que impregna todo el espacio”

El origen de la consciencia

La neurociencia ha demostrado desde hace décadas que los estados conscientes están asociados con patrones de actividad cerebral sincronizada, especialmente en las bandas de frecuencia beta y gamma. Estos patrones no son aleatorios: muestran características conocidas en el campo de la física como criticalidad autorganizada, un régimen en el que un sistema complejo se mantiene en el umbral entre orden y caos, permitiendo respuestas flexibles y adaptativas.

Este tipo de dinámica destaca en grupos de neuronas llamados microcolumnas corticales, estructuras modulares de alrededor de 100 neuronas que se conectan tanto entre sí como con otras regiones del cerebro. La forma en que estas microcolumnas activan patrones sincronizados parece ser crucial para que surja una experiencia consciente. “Cuando la consciencia se desvanece, como ocurre bajo anestesia, este equilibrio crítico desaparece», indica Keppler en una columna de Phys.org. “La gran pregunta ha sido: ¿qué mantiene al cerebro sintonizado con este estado crítico?”.

Hasta ahora, la mayoría de los modelos de la consciencia se han basado en explicaciones clásicas de redes neuronales y sincronía. Sin embargo, Keppler argumenta que estas explicaciones no son suficientes para captar la esencia de los patrones de actividad que caracterizan la consciencia.

Para ello, propone incorporar elementos de la electrodinámica cuántica (la teoría cuántica del campo electromagnético) como un marco para describir cómo emergen estas dinámicas: “En esta teoría, el vacío [cuántico] no está vacío sino lleno de un océano fluctuante de energía conocido como campo electromagnético de punto cero (ZPF, por su nombre en inglés, zero-point field)”. En otras palabras, efectos cuánticos a gran escala podrían impulsar la formación de estados cerebrales conscientes.

La conexión al vacío cuántico

Joachim Keppler es un físico teórico y director de investigación en el DIWISS Research Institute (en Alemania), especializado en estudiar la consciencia desde una perspectiva interdisciplinaria que combina física cuántica, neurofisiología y filosofía de la mente. Su investigación busca entender el principio físico subyacente que permitiría explicar cómo surge la consciencia a partir de la actividad cerebral. Su hipótesis más reciente fue publicada este mes en Frontiers in Human Neuroscience.

Según el paper de Keppler, el cerebro no opera de manera aislada, sino que interactúa con el campo de energía electromagnética cero que permea todo el universo, el ZPF. Esta interacción resonante entre el ZPF y las microcolumnas podría ser la base de las transiciones de fase que generan patrones coherentes de actividad neuronal.

Las microcolumnas corticales serían el lugar donde se integra esta interacción entre sistemas biológicos (neuronas, neurotransmisores) y el ZPF. La variación en la concentración de glutamato (el principal neurotransmisor excitatorio del cerebro) influiría en la dinámica de estas microcolumnas, determinando sus condiciones para resonar con modos del ZPF y, por ende, facilitar estados críticos que favorecen la consciencia.

“Precisamente esta interacción resulta crucial para la criticalidad autorganizada”, indica Keppler. “Por un lado, el acoplamiento resonante glutamato-ZPF da lugar a la formación de dominios de coherencia donde un gran número de moléculas vibran al unísono. Estos dominios están protegidos por brechas de energía, lo que hace que la coherencia cuántica sea sorprendentemente estable en el cerebro cálido y ruidoso”.

Un punto de partida a nuevos experimentos

Una de las grandes fortalezas de esta propuesta es su ambición por conectar estructuras y procesos neurofisiológicos con principios físicos fundamentales. En lugar de limitarse a describir correlaciones entre actividad neuronal y experiencia, la hipótesis busca un principio unificador que explique por qué ciertos patrones cerebrales se asocian con la consciencia.

“Las implicaciones son profundas”, señala Keppler. “Si el modelo resulta correcto, la consciencia surge no solo de la señalización electroquímica, sino de una orquestación ascendente que implica el acoplamiento resonante del cerebro con la ZPF. Desde esta perspectiva, la consciencia está vinculada a la excitación selectiva de los modos de la ZPF, lo que se refleja en la dinámica crítica del cerebro”.

Añade el investigador: “Durante los períodos de inconsciencia, se observa una desviación pronunciada de la dinámica crítica, lo que implica que el acoplamiento del cerebro con la ZPF se interrumpe y esta, el orquestador oculto de la actividad cerebral, se desactiva”.

Aunque la idea puede sonar abstracta o incluso especulativa, el autor propone que este marco abre nuevas formas de diseñar experimentos que exploren las condiciones bajo las cuales patrones de actividad sincronizados emergen en el cerebro. Cambiando variables fisiológicas locales o estimulando de forma controlada ciertos circuitos, los científicos podrían observar cómo se alteran las dinámicas críticas y si estas alteraciones concuerdan con predicciones basadas en la interacción con campos electromagnéticos. “Estos experimentos podrían abrir nuevos caminos en la neurociencia y arrojar luz sobre antiguas cuestiones metafísicas sobre la naturaleza de la conciencia”, sugiere.

Este tipo de propuestas subraya la importancia de mirar más allá de las explicaciones actuales, integrando campos como la neurofisiología, la física estadística y la teoría cuántica para abordar preguntas fundamentales sobre la mente humana. “Los nuevos hallazgos que presento en mi trabajo sugieren que la omnipresente ZPF contiene la clave para comprender la consciencia”, remata Keppler.