Avancées récentes en biologie quantique

Un nombre croissant d'organes biologiques semblent utiliser des particules quantiques (bits quantiques) comme le feraient des ordinateurs quantiques. Ceci pourraient expliquer les extraordinaires propriétés de la vie, dès ses origines. Nous présentons ici un domaine de la science qui devrait se développer considérablement.

Extrait :

En simplifiant, nous dirions que le monde quantique s'exprime à notre niveau par ce que le calcul quantique appelle des q.bits ou bits quantiques. Certains mathématiciens doutent de la pertinence d'un tel concept. Cependant, pour la grande majorité des physiciens, Il s'agit de particules qui ne conservent leurs propriétés (superposition d'états. intrication) que si elles n'interfèrent pas avec des atomes du monde macroscopique. Cette interférence provoque leur « décohérence », ce qui « réduit leur fonction d'onde » et les transforme en particules du monde macroscopique. Elles se comportent alors comme toute particule ordinaire dans le monde de la physique et de la chimie quotidienne.

Or pour montrer leur influence sur les entités du monde macroscopique, une cellule vivante, un neurone, par exemple, il faudrait en principe saisir le moment très fugitif où elles interagissent avec cette entité avant d'être victime de décohérence. Jusqu'à présent, dans les projets de calculateurs quantiques, les physiciens n'ont réussi à manipuler qu'un très petit nombre de particules quantiques, maintenues en état de superposition grâce à des conditions rigoureuses : isolement magnétique, température proche du zéro absolu, et ce dans de courtes fractions de seconde. ...

Précisons que nous évoquons ici l'influence d'un bit quantique isolé et maintenu en état de superposition. Les physiciens savent depuis longtemps mesurer et utiliser les effets sur la matière vivante de flux de particules quantiques, par exemple ceux des rayons cosmiques. Mais ils se placent alors au plan statistique des grands nombres, qui est celui de la physique et de la biologie macroscopiques. Il ne s'agit plus de bits quantiques isolés, mais pourrait-on dire de champs.

Comment aujourd'hui pourrait-on décrire le phénomène ? En simplifiant, on dirait que les organismes vivants se comportent comme des calculateurs quantiques relativement simples. Un calculateur quantique génère en tout petits nombres, non sans difficultés techniques pour les laboratoires en charge de sa réalisation, des bits quantiques dont il exploite les propriétés, notamment la superposition et l'intrication. Il peut ainsi réaliser dans des temps très réduits une grande quantité d'opérations élémentaires, par exemple la mise en facteur d'un nombre très grand. Une fois l'opération accomplie, le résultat du calcul est utilisé par le mathématicien comme s'il provenait d'un calcul ordinaire. Mais le temps gagné et l'avalanche de résultats jusque là impossibles à obtenir devraient révolutionner l'exercice des mathématiques. 

Les organismes biologiques impliqués dans les observations relatées ici font un peu de même. Ils ont spécialisé certains de leurs organes dans des tâches difficiles ou impossibles à réaliser avec des processus physiques ou chimiques traditionnels. Ces organes spécialisés sont capables d'utiliser des particules quantiques le temps de leur faire effectuer des opérations essentielles aux fonctions vitales basiques : se procurer de l'énergie, se doter d'organes sensoriels élémentaires, impossibles ou difficiles autrement. Mais, le résultat de l'opération obtenu, les organismes biologiques en question ne s'enferment pas dans les facilités permises par les processus quantiques. Ils les dépassent et, sous la pression de la compétition, accomplissent des performances bien plus complexes, relevant de la biochimie macroscopique. Ils se comportent comme le feront les mathématiciens utilisant les futurs calculateurs quantiques. Les mathématiciens ne se contenteront pas des performances de ces calculateurs. Ils continueront à perfectionner les algorithmes et les applications de la mathématique ordinaire. 

 les neurones, faisceaux de neurones et aires cérébrales du cerveau supérieur, dit conscient, utilisent-ils et de quelle façon des particules quantiques pour produire les performances de notre cerveau ? Comment, si les réponses à ces questions étaient positives, les tissus nerveux auraient-ils acquis de telles propriétés ? 

Le bon sens suggère qu'il n'y aurait rien d'étonnant à ce que les fonctions des organes sensoriels primaires, faisant appel au quantique comme dans le cas de l'odorat mentionné dans la première partie de cet article, aient trouvé un prolongement dans la construction des premiers organes centralisateurs et coordinateurs apparus simultanément, c'est-à-dire dans les systèmes nerveux et cerveaux primitifs. Il y a une continuité naturelle entre les neurones des aires sensorielles, ceux des cortex associés et ceux du reste du cerveau, y compris le cortex frontal généralement considéré comme responsable de l'intelligence et de la conscience. Ce serait donc en ce cas tous les mécanismes neurologiques qui pourraient relever de la recherche de solutions quantiques leur conférant leurs performances. Mais qu'en serait-il des traitements relevant de la conscience dite supérieure, notamment ceux relatif au moi, à qui l'on prête des qualités telles que le libre arbitre ? 

Sources : 

- Michael Brooks. Quantum Life, the weirdness inside ushttp://www.newscientist.com/article/mg21128321.500-quantum-life-the-weirdness-inside-us.html?full=true#bx283215B1 ; Nous en avons adapté ici certains passages. 

- Voir aussi Automates Intelligents. Du côté des labos. Processus quantiques interagissant avec des organismes biologiques http://www.automatesintelligents.com/labo/2009/jan/algueverte.html

Détail :

http://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/avancees-recentes-en-biologie-103515