00:00:01: Jeden Tag tun wir etwas als Anästhesisten, was im Grunde ungeheuerlich ist.

00:00:08: Wir legen wache, denkende, fühlende Menschen in wenigen Sekunden in einen

00:00:13: Zustand, in dem er dann nicht mehr da ist.

00:00:18: Und dann, Stunden später, holen wir ihn dann wieder zurück und

00:00:23: die Menschen sind wieder da

00:00:26: Herzlich willkommen zur nächsten Folge des Young Urban Anesthesiologists Podcast

00:00:31: aus der Klinik für Anästhesiologie aus der Universitätsmedizin in Göttingen.

00:00:38: Ich bin Ingmar und es sind Sommerferien und ich dachte, ich

00:00:43: mach mal so 'ne Art Ferienfolge.

00:00:48: 'N bisschen anders, kein Gespräch, kein Gast, keine Leitlinie, keine Technik,

00:00:55: sondern ich nehm euch mit auf 'ne Reise, ich würde sagen, auf 'ne intellektuelle,

00:01:00: akademische Reise zu einer der , wie ich finde, faszinierendsten Ideen,

00:01:06: die über das menschliche Bewusstsein so mitformuliert wurden und mir

00:01:10: über den Bildschirm gelaufen sind

00:01:12: Den Hinweis auf dieses Thema hab ich vor vielen Jahren von einem meiner Oberärzte

00:01:17: in Greifswald, Stefan Knigge, bekommen, der, ähm, darüber mal gesprochen hat

00:01:25: und wir haben uns darüber unterhalten und, ähm, es hat mich seitdem nicht mehr

00:01:29: losgelassen und, äh, ich hab mir immer vorgenommen, hier mal rüber zu sprechen.

00:01:35: Und an der Stelle wollt ich auch Stefan Knigge noch mal ganz ausdrücklich

00:01:39: grüßen, weil er derjenige war, der mich bestimmt für diese interessanten,

00:01:45: spannenden Grenzfälle und guten Ideen in der Anästhesiologie mit begeistert hat.

00:01:51: Und das hat total verfangen und da häng ich immer noch dran.

00:01:55: Der Mann, der diese Theorie, von der ich gleich sprechen möchte, mitentwickelt

00:02:02: hat, das ist kein Physiker und auch kein Philosoph, sondern Anästhesist.

00:02:08: Das ist Stuart Hameroff, der ist Anästhesiologe an der University

00:02:13: of Arizona und er hat sich die Frage gestellt, die ich mir auch

00:02:19: mit Stefan Knigge damals zusammen, äh, eigentlich jeden Morgen seitdem

00:02:24: im OP stelle: Was genau mache ich da eigentlich mit meiner Narkose?

00:02:30: Was genau schalte ich da eigentlich aus?

00:02:33: Und was ist dieses Etwas, das unter Narkose verschwindet und

00:02:38: beim Aufwachen wieder zurückkommt?

00:02:43: Die meisten Neurowissenschaftler suchen die Antwort in den Verschaltungen zwischen

00:02:47: den Nervenzellen, also den Synapsen.

00:02:50: Aber Hameroff und sein Mitautor und das ist auch spannend, das ist nämlich 'n

00:02:54: Mathematiker und Physiker, der Roger Penrose, die haben was Besonderes gemacht.

00:02:59: Die gucken tiefer, die gucken ganz in die Zelle rein, in die winzigen Röhren,

00:03:05: die man bis dahin nur als bloßes Gerüst kannte und behaupten, Bewusstsein, das

00:03:13: ist ein quantenphysikalisches Ereignis.

00:03:18: Und nur um das gleich am Anfang direkt vorwegzunehmen: Das ist keine

00:03:21: etablierte Lehrmeinung, das ist 'ne Minderheitenhypothese, die ist super

00:03:25: spekulativ und wird auch kritisiert.

00:03:28: Um zu verstehen, warum diese zwei klugen Menschen, Hameroff und Penrose,

00:03:34: zu so einer radikalen Idee greifen, müssen wir zuerst verstehen, woran

00:03:39: unsere konventionellen Erklärungen eigentlich bisher gescheitert sind.

00:03:43: Und dafür brauchen wir einen Begriff, der in der Bewusstseinsforschung

00:03:47: alles verändert hat: Das sogenannte harte Problem.

00:03:54: Der Philosoph David Chalmers hat es mal so formuliert: Es gibt die

00:03:58: leichten Probleme des Bewusstseins und die sind eigentlich überhaupt

00:04:02: nicht leicht, aber prinzipiell lösbar.

00:04:06: Nämlich wie unterscheidet das Gehirn Farben?

00:04:09: Wie steuert es Aufmerksamkeit?

00:04:11: Wie werden Sinneseindrücke integriert?

00:04:14: Das sind alles Fragen nach Funktionen und die klassische Neurowissenschaft

00:04:18: macht dort enorme Fortschritte.

00:04:21: Wir können Feuerungsmuster messen und wir kennen vierzig Hertz Oszillationen

00:04:25: und kartieren Aufmerksamkeitsnetzwerke in MRT-Untersuchungen zum Beispiel.

00:04:34: Und dann gibt's aber auch noch die harten Probleme.

00:04:38: Und das sind so Fragen wie: Warum fühlt sich das alles

00:04:43: eigentlich nach irgendwas an?

00:04:48: Oder warum ist die Verarbeitung von Licht der Wellenlänge mit

00:04:52: 700 Nanometer begleitet von dem Erlebnis: „ Mhm, das ist rot.“

00:04:58: Und dieses innere Erleben, die Philosophen nennen das Qualia, lässt sich aus keiner

00:05:04: noch so präzisen Statistik ableiten.

00:05:07: Man kann jede Synapse der Welt vermessen und hat das

00:05:10: Erleben trotzdem nicht erklärt.

00:05:14: Und genau hier setzen Hameroff und Penrose an.

00:05:17: Sie sagen: „Wenn die klassische Ebene das Erleben prinzipiell nicht fassen

00:05:21: kann, dann brauchen wir vielleicht eine fundamentalere Ebene der Physik.“

00:05:28: Und sie werden dann ganz konkret und haben vier Rätsel formuliert,

00:05:33: die ihre Theorie erklären soll.

00:05:37: Erstens: Das Bindungsproblem.

00:05:42: Mein Bewusstsein fühlt sich einheitlich an.

00:05:46: Ich sehe nicht Farbe getrennt von Form, getrennt von Bewegung,

00:05:50: sondern ich sehe eine Szene.

00:05:55: Aber im Gehirn werden diese Aspekte in völlig verschiedenen Arealen verarbeitet.

00:06:00: Was bindet sie zu einem einzigen, unteilbaren Erleben zusammen?

00:06:06: Zweitens: Der Übergang vom Vorbewussten zum Bewussten.

00:06:12: Vieles in meinem Kopf läuft unbewusst ab und wird dann in

00:06:15: einem bestimmten Moment bewusst.

00:06:19: Was ist dieser Moment und was passiert genau an der Schwelle?

00:06:26: Drittens, und das ist Penroses Lieblingsargument,

00:06:30: die Nichtberechenbarkeit.

00:06:34: Penrose ist überzeugt, gestützt auf die Unvollständigkeitssätze, dass

00:06:40: menschliches mathematisches Verstehen etwas kann, das kein Algorithmus kann.

00:06:45: Wir sehen die Wahrheit mathematischer Aussagen ein, die

00:06:49: sich formal nicht beweisen lassen.

00:06:52: Und wenn das stimmt, dann kann Bewusstsein nichts rein Berechenbares sein.

00:06:58: Und dann kann auch keine noch so mächtige klassische KI

00:07:03: jemals wirklich bewusst werden.

00:07:06: Das ist ein spannender Gedanke im aufbrechenden KI-Zeitalter.

00:07:12: Haltet mal diese vier Rätsel fest: Bindung, Übergang,

00:07:17: Nichtberechenbarkeit und freier Wille.

00:07:20: Denn die ganze Theorie, die jetzt kommt, ist der Versuch, für alle

00:07:25: vier eine einzige gemeinsame physikalische Antwort zu geben.

00:07:29: Und diese Antwort beginnt an einem ganz überraschenden Ort, nämlich

00:07:34: bei der Frage, wie eigentlich aus einer Wolke von Möglichkeiten

00:07:38: eine einzige Wirklichkeit wird.

00:07:41: Jetzt tauchen wir in die Quantenphysik ein und ich weiß, bei dem Wort

00:07:45: spannen sich die Schultern an.

00:07:46: Also lass uns 'n Deal machen.

00:07:49: Es wird nichts gerechnet.

00:07:50: Niemals.

00:07:51: Und ich verspreche, wir kommen mit einer einzigen, sehr anschaulichen Idee durch.

00:07:56: fangen wir mit dem Grundphänomen an.

00:07:59: Ein winziges Teilchen, ein Elektron, ein Atom, solange es von seiner

00:08:04: Umgebung isoliert ist, existiert nicht an einem Ort und in einem Zustand.

00:08:10: Es existiert in einer Überlagerung vieler Zustände gleichzeitig.

00:08:15: Die Physiker nennen das Superposition.

00:08:20: Man kann es sich vorstellen als vielleicht eine Wolke von Möglichkeiten und das

00:08:26: Teilchen ist hier und dort so und anders.

00:08:32: Alles gleichzeitig, solange niemand hinschaut.

00:08:36: Diesen ungestörten, sich glatt entwickelten Zustand

00:08:40: nennt man Quantenkohärenz.

00:08:43: Und jetzt kommt der Kern der ganzen Sache und das ist das

00:08:47: didaktische Herz dieser Episode.

00:08:50: Es gibt nämlich drei grundverschiedene Arten, wie diese Wolke von

00:08:54: Möglichkeiten sich verhält.

00:08:56: Die Physiker haben dafür Buchstaben und die gehe ich jetzt mit euch einzeln durch.

00:09:03: Der erste Zustand heißt U. U steht für ungestörte Entwicklung.

00:09:10: Solange das System isoliert bleibt, bleibt die Wolke eine Wolke und sie entwickelt

00:09:16: sich vollkommen glatt, vorhersagbar, deterministisch, beschrieben durch

00:09:21: die berühmte Schrödinger-Gleichung.

00:09:24: Es kollabiert nichts und alle Möglichkeiten bleiben offen.

00:09:30: Der zweite Zustand heißt R. R für Reduktion, manchmal auch

00:09:37: SR für subjektive Reduktion.

00:09:41: Das ist der Moment, in dem die Wolke zusammenbricht.

00:09:45: Aus hier und dort wird plötzlich genau hier.

00:09:51: Und aus vielen Möglichkeiten wird eine Wirklichkeit.

00:09:56: Nach der klassischen Lehrmeinung, der Kopenhagener Deutung heißt es in dem

00:10:00: Paper, passiert das, sobald wir messen, beobachten oder das System mit seiner

00:10:07: lauten Umgebung in Kontakt kommt.

00:10:10: Und hier stockt Penrose dann.

00:10:12: Denn, und das finde ich ein sehr schönes Argument, mit purem Zufall

00:10:17: kann man kein Bewusstsein bauen.

00:10:20: Freier Wille, der auf Würfel beruht, ist kein freier Wille.

00:10:26: Das ist Beliebigkeit.

00:10:28: De-Determinismus auf der einen Seite, Zufall auf der anderen.

00:10:32: Und beides taugt nicht als Grundlage für bewusste Entscheidungen.

00:10:38: Penrose braucht noch was Drittes.

00:10:40: Etwas, das weder festlegt noch bloß zufällig ist.

00:10:44: Etwas, das er nicht berechenbar nennt.

00:10:50: Und das ist der dritte Zustand: OR, objektive Reduktion.

00:10:56: Das ist Penroses eigene neue Physik.

00:11:01: Die Idee ist, eine Superposition kollabiert nicht nur dann,

00:11:06: wenn jemand hinschaut.

00:11:07: Sie kollabiert irgendwann auch von ganz alleine, von selbst, ohne

00:11:11: Beobachter, ohne Umgebung, objektiv.

00:11:14: Ein Selbstkollaps.

00:11:17: Wann und warum von selbst?

00:11:22: Penrose sagt: Jeder der überlagerten Zustände hat seine

00:11:27: eigene Geometrie der Raumzeit.

00:11:30: Und wenn ein Teilchen hier und dort zugleich ist, dann krümmt seine Masse

00:11:36: die Raumzeit an zwei Orten gleichzeitig.

00:11:39: Und nach Einstein krümmt ja jede Masse die Raumzeit

00:11:45: Eine Superposition ist damit eine Überlagerung zweier leicht verschiedener

00:11:50: Raumzeitgeometrien und dieser Zustand ist physikalisch gesprochen instabil.

00:11:58: Ab einem bestimmten Grad der Trennung, abhängig davon, wie viel Masse wie

00:12:02: weit auseinanderliegt, hält die Natur diese Verbiegung dann nicht mehr aus

00:12:07: und das System muss sich entscheiden.

00:12:10: Es kollabiert von selbst in eine einzige Wirklichkeit und so

00:12:13: verhindert die Natur, dass sich die Welt in viele Welten aufspaltet

00:12:20: Ich versuch mal, 'ne rettende Analogie zu bauen und die steht auch

00:12:24: wortwörtlich so im Original Paper.

00:12:27: Denkt mal an radioaktiven Zerfall.

00:12:31: Ein instabiler Atomkern zerfällt nach einer charakteristischen Halbwertszeit.

00:12:38: Niemand muss den beobachten, niemand stößt den an.

00:12:42: Der Atomkern zerfällt von selbst zu einer nicht genau vorhersagbaren,

00:12:47: aber statistisch bestimmten Zeit.

00:12:51: Und genau so, sagt Penrose, kollabiert die überlagerte Raumzeit bei der

00:12:56: objektiven Reduktion von ganz alleine nach einer charakteristischen

00:13:02: Zeit und auch ohne Beobachter.

00:13:06: Das ist die ganze, zugegeben ziemlich komplizierte Physik,

00:13:09: die man dafür braucht.

00:13:11: Drei Zustände: U, also die Wolke bleibt, R, die Umgebung lässt die

00:13:17: Wolke zufällig zusammenbrechen und OR, sie bricht von alleine zusammen.

00:13:23: Nicht zufällig, sondern auf eine Weise, die weder festgelegt noch beliebig ist.

00:13:30: Nicht berechenbar

00:13:33: Und genau dieses OR, dieser Selbstkollaps, ist der Kandidat, den

00:13:38: Penrose für das Bewusstsein sucht.

00:13:40: Und jetzt fehlt nur noch eins: Ein Ort im Gehirn, an dem so was stattfinden könnte.

00:13:47: Und das ist die eigentliche Überraschung und der Twist, wie wir

00:13:53: von Quantenphysik zu Anästhesie kommen

00:13:56: Wenn man einen Ort für ein so empfindliches Quantenphänomen sucht,

00:14:01: dann gibt es da eine Wunschliste.

00:14:04: Hameroff und Penrose formulieren sechs Kriterien.

00:14:08: Der Ort sollte häufig vorkommen, er sollte funktionell wichtig sein und er

00:14:13: sollte eine regelmäßige kristallartige Struktur haben, weil Ordnung die

00:14:18: Voraussetzung für Kohärenz ist.

00:14:21: Und er sollte sich zeitweise von der Umgebung isolieren lassen.

00:14:26: Er sollte an Quantenereignisse koppeln und er sollte

00:14:30: Informationen verarbeiten können.

00:14:34: Membranen erfüllen einige von diesen Kriterien.

00:14:37: Die DNA erfüllt einige.

00:14:40: Synapsen erfüllen einige.

00:14:42: Aber es gibt eine Struktur, die erfüllt alle sechs Kriterien, nämlich

00:14:48: das Zytoskelett, genauer gesagt die Mikrotubuli des Zytoskeletts

00:14:55: Und jetzt müssen wir kurz die Zellbiologie neu justieren,

00:14:58: die wir alle mal gelernt haben.

00:15:01: Ich hab damals die Mikrotubuli als das Knochengerüst der Zelle abgespeichert, als

00:15:07: passives Stützwerk, als Transportschienen.

00:15:10: Und das ist so die Kernaussage von Hameroff und Penrose eine

00:15:16: wahrscheinlich dramatische Unterschätzung

00:15:20: Schauen wir's uns mal genauer an.

00:15:22: 'N Mikrotubulus ist 'n hohler Zylinder, fünfundzwanzig Nanometer

00:15:27: im Durchmesser und die Wand besteht aus dreizehn längslaufenden

00:15:31: Strängen, den Protofilamenten.

00:15:34: Und diese Stränge sind aufgebaut aus einem einzigen, immer

00:15:37: gleichen Baustein, dem Tubulin.

00:15:42: Das Tubulin ist ein Dimer, ein Doppelbaustein aus einem Alpha und

00:15:46: einem Beta Anteil, angeordnet in einem leicht verdrillten, regelmäßigen Gitter.

00:15:53: Jetzt kommt der entscheidende physikalische Trick.

00:15:56: Jedes Tubulin hat in seinem Inneren eine kleine unpolare

00:16:00: Nische, eine hydrophobe Tasche.

00:16:04: Und in dieser Tasche kann sich ein einzelnes Elektron aufhalten,

00:16:07: delokalisiert, mal mehr zum einen, mal mehr zum anderen Ende gezogen.

00:16:12: Und : Die Position dieses Elektrons ist gekoppelt an

00:16:17: die Form des gesamten Proteins

00:16:22: Elektronen so, Proteinzustand A, Elektronen anders, Proteinzustand B

00:16:31: Merkt ihr, was das bedeutet?

00:16:32: Es gibt jetzt was Binäres, was Digitales.

00:16:35: Wir haben jetzt ein Bit, einen Schalter mit zwei Zuständen, eins und null.

00:16:42: Und weil es ein Quantenschalter ist, kann er, solange er isoliert

00:16:47: ist, in der Superposition sein, nämlich A und B gleichzeitig.

00:16:54: Jetzt sind wir aber in einem Protein, und zwar in einem Protein, das

00:16:58: millionenfach in jedem Neuron vorkommt

00:17:01: Und diese Bausteine, die reden miteinander.

00:17:04: Über elektrostatische Kräfte beeinflusst jedes Tubulin seinen Nachbarn und

00:17:09: damit wird der Mikrotubulus zu 'nem winzigen Quantencomputer.

00:17:13: Die Informatiker nennen so was einen zellulären Automaten.

00:17:18: Einfache Bausteine, feste Nachbarschaftsregeln, ein gemeinsamer

00:17:22: Takt und dann entstehen komplexe wandernde Muster, die Informationen tragen.

00:17:29: Mathematisch ist bewiesen: So ein zellulärer Automat kann alles

00:17:34: berechnen, was berechenbar ist.

00:17:38: Und jetzt der Bogen, der für mich als Kliniker dann wichtig ist.

00:17:42: Ist das nicht einfach alles nur graue Theorie?

00:17:45: Nein, glaub ich nicht.

00:17:48: Es gibt handfeste Hinweise, dass das Zytoskelett mit Kognition zu tun hat,

00:17:54: ganz unabhängig von der Quantenfrage.

00:17:58: Die Langzeitpotenzierung, das ist unser bestes zelluläres Modell für

00:18:05: Lernen und Gedächtnis, hängt an einem Mikrotubulus-assoziierten

00:18:10: Protein, dem MAP2.

00:18:13: Zerstört man Mikrotubuli zum Beispiel mit Colchicin, kriegt man Lern-

00:18:19: und Gedächtnisdefizite, die wie bei einer Alzheimer-Demenz wirken.

00:18:25: Und bei Alzheimer selbst sind es die zerfallenen Mikrotubuli,

00:18:29: die berüchtigten Tau Tangles, die das Krankheitsbild prägen.

00:18:35: Das Zytoskelett ist also kein totes Gerüst.

00:18:38: Es ist mit Gedächtnis und mit Neurodegeneration verknüpft.

00:18:42: Und genau deshalb ist die Idee, dass hier auch was so Fundamentales wie

00:18:46: das Bewusstsein wohnen könnte, weniger abwegig, als es zunächst klingt.

00:18:52: Und jetzt fehlt nur noch das Wort, das der Theorie am Ende den Namen

00:18:56: gibt, nämlich die Orchestrierung

00:19:01: Erinnert euch noch mal an die Mikrotubulus-assoziierten Proteine, die

00:19:05: MAPs, MAP zwei, Lernen und Gedächtnis.

00:19:09: Bisher waren sie nur Verbindungsstücke und jetzt kriegen sie aber 'ne tragende Rolle.

00:19:15: Denn die MAPs docken an bestimmten Stellen an die Mikrotubuli an und wo sie

00:19:22: andocken, durchbrechen sie die Isolation.

00:19:25: Die legen fest, welche Tubuline frei in Superposition schwingen

00:19:29: dürfen und welche nicht.

00:19:32: Und damit werden die MAPs zu so was wie Dirigenten.

00:19:36: Die geben nicht die Musik vor, aber sie bestimmen den Rahmen, welche

00:19:40: Töne überhaupt möglich sind, welche Kollaps-Ergebnisse wahrscheinlich werden

00:19:47: In der Physik nennt man solche Ankerpunkte Nodes und weil dieser Selbstkollaps im

00:19:54: Gehirn nicht wild und zufällig abläuft, sondern durch die Maps und durch die

00:19:59: individuelle gelernte Struktur eurer eigenen Mikrotubuli dirigiert wird, geben

00:20:06: Hameroff und Penrose ihm seinen Namen, nämlich orchestrierte objektive Reduktion.

00:20:14: Orchestrated Objective Reduction, kurz Orch OR.

00:20:20: Jetzt kommt die Frage, an der die ganze Theorie überprüfbar wird.

00:20:25: Man kann nämlich ausrechnen, wann so ein Selbstkollaps stattfindet.

00:20:30: Ich kann das nicht vorrechnen, aber die Logik dahinter ist elegant

00:20:33: und die will ich euch geben.

00:20:36: Erinnert euch noch mal: Bei der objektiven Reduktion gilt, je

00:20:41: mehr Masse in Superposition ist, desto schneller der Kollaps.

00:20:46: Große Masse, kurze Zeit, kleine Masse, lange Zeit.

00:20:51: Das ist eine einfache umgekehrte Beziehung.

00:20:54: Sie folgt der Heisenbergschen Unschärferelation.

00:20:58: Man kann also fragen: Wie viele Tubuline müssen gemeinsam in

00:21:02: Superposition sein, damit der Kollaps nach einer bestimmten Zeit eintritt?

00:21:09: Und ich will ehrlich sein, hier liegt später auch einer der großen Kritikpunkte.

00:21:14: Hameroff und Penrose wählen zuerst die Zeit und sie greifen dafür auf die

00:21:22: Experimente von Benjamin Libet zurück, der gemessen hat, dass der Übergang

00:21:27: von der unbewussten zur bewussten Wahrnehmung ungefähr eine halbe Sekunde

00:21:33: dauert, fünfhundert Millisekunden.

00:21:36: Und diese Zahl setzen sie als die Kollapszeit an und

00:21:41: dann rechnen sie rückwärts.

00:21:43: Wie viele Tubuline braucht man, damit der Selbstkollaps genau nach

00:21:47: fünfhundert Millisekunden eintritt?

00:21:50: Und die Antwort und das ist 'ne grobe Größenordnung, keine Präzisionsmessung,

00:21:55: lautet ungefähr eine Milliarde Tubuline.

00:21:59: Zehn hoch neun Tubuline.

00:22:02: Ein Neuron enthält ungefähr zehn Millionen Tubuline.

00:22:07: Eine Milliarde Tubuline wären also, wenn sie vollständig

00:22:11: kohärent wären, etwa 100 Neuronen

00:22:16: Realistischer: Wenn nur ein kleiner Bruchteil pro Zelle mitschwingt,

00:22:22: sind es einige tausend Neuronen.

00:22:24: Und das ist bemerkenswert, weil genau in dieser Größenordnung,

00:22:28: tausende bis zehntausende Neuronen, liegen die Zellversammlungen, die

00:22:33: Neurowissenschaftler wie Hebb und Crick und Koch unabhängig davon als Einheit

00:22:39: bewusster Verarbeitung vermutet haben.

00:22:43: Und hier schließt sich jetzt der Kreis dieser Ideen der ganzen Theorie.

00:22:49: Jeder einzelne dieser orchestrierten Objective Reduction, Orch OR,

00:22:55: Kollaps-Situationen ist ein blitzartiges, unumkehrbares Ereignis.

00:23:01: Der Moment, in dem aus Möglichkeit Wirklichkeit wird.

00:23:06: Hameroff und Penrose sagen: „Das ist ein Jetzt, ein bewusster Augenblick und

00:23:14: das Bewusstsein, wie wir es erleben.

00:23:16: Dieser kontinuierliche Strom, der ist in Wahrheit vielleicht

00:23:20: gar nicht kontinuierlich, sondern eine Kaskade von Jetzt-Momenten.

00:23:28: Wie die Einzelbilder eines Films, die zur fließenden Bewegung verschmelzen.

00:23:33: Bewusstsein wäre dann keine Substanz, kein Ding, sondern eher so 'ne Frequenz,

00:23:42: ein Takt von Kollapsereignissen.

00:23:46: Und weil intensivere Reize schneller Kohärenz aufbauen,

00:23:51: kollabiert das System dann früher.

00:23:53: Das Modell erklärt damit sogar, warum ein intensiver Moment sich dichter anfühlt.

00:24:01: Und jetzt kommt der Teil, der uns Anästhesisten direkt betrifft.

00:24:06: Denn wenn Bewusstsein wirklich dieser Takt aus Quantenkollapsen ist, was

00:24:12: passiert , wenn ich eine Narkose einleite?

00:24:15: Und das ist eigentlich der Moment, für den Hameroff diese

00:24:19: ganze Theorie entwickelt hat.

00:24:22: Denn Hameroff ist so wie ich und ihr Anästhesist, Anästhesiologe.

00:24:28: Und wir Anästhesisten haben ein tolles und bis heute noch nicht vollständig

00:24:36: gelöstes Rätsel in unserem eigenen Fach.

00:24:40: Wir wissen ziemlich genau, dass Narkose das Bewusstsein ausschaltet, aber

00:24:46: wir wissen überraschend schlecht, wie

00:24:52: Hemmerhoffs Antwort ist jetzt bestechend direkt

00:24:58: Erinnert euch noch mal an die hydrophobe Tasche im Tubulin.

00:25:01: Diese kleine unpolare Nische, in der das Elektron delokalisiert sitzt

00:25:07: und den Quantenschalter ermöglicht.

00:25:10: Und Hameroff sagt: Genau dort binden Narkosegase oder Anästhetika.

00:25:16: Anästhetika sind nämlich ganz oft unpolare Moleküle und lieben

00:25:20: solche hydrophoben Taschen.

00:25:22: Und indem sie sich dort einnisten, verhindern sie die

00:25:26: Delokalisation des Elektrons.

00:25:28: Sie legen den Quantenschalter lahm.

00:25:30: Keine Superposition mehr, keine Kohärenz, keine Orch OR und damit

00:25:37: in diesem Modell kein Bewusstsein.

00:25:42: Narkose wäre dann also nichts anderes als das gezielte Stilllegen

00:25:46: dieses quantenmechanischen Mechanismus des Bewusstseins.

00:25:51: Und das Aufwachen wäre das Wieder-Einschalten.

00:25:55: Und ihr merkt, wie elegant das ist.

00:25:58: Die Theorie erklärt nicht nur das Bewusstsein, sondern sie erklärt

00:26:01: nerben-nebenbei auch gleich, was wir eigentlich jeden Tag im OP machen.

00:26:06: 2024 hat eine Arbeitsgruppe um Mike Weist am Wellesley College

00:26:10: ein Experiment veröffentlicht, das genau hier ansetzt: 'n Tierversuch.

00:26:16: Sie haben Ratten einen Wirkstoff gegeben, der die Mikrotubuli stabilisiert, das

00:26:22: Epothilon B. Und dann haben sie die Tiere narkotisiert mit dem Ergebnis,

00:26:29: dass die Ratten mit den stabilisierten Mikrotubuli deutlich länger brauchten,

00:26:34: um das Bewusstsein zu verlieren.

00:26:36: Und der Effekt war groß und statistisch robust.

00:26:39: Und die Autoren haben das so interpretiert, dass wenn ein Eingriff

00:26:45: an den Mikrotubuli die Narkosewirkung verzögert, dann wirkt die Narkose

00:26:51: offenbar über diese Mikrotubuli.

00:26:54: Genauso wie es dieses OR, Orch OR vorhersagt.

00:27:00: Und jetzt muss ich, gerade weil das so verführerisch gut passt, ehrlich sein und

00:27:05: das leitet direkt zum Kassensturz über.

00:27:09: Denn es gibt eine viel einfachere klassische Erklärung für genau denselben

00:27:13: Befund, ganz ohne Quantenphysik.

00:27:18: Mikrotubuli sind die Transportschienen, über die GABA-A-Rezeptoren an

00:27:23: die Zellmembran gebracht werden.

00:27:26: Und Narkosegase wie Isofluran oder andere Anästhetika wirken vor allem

00:27:33: über eben genau diese GABA-A-Rezeptoren.

00:27:37: Und wenn ich das Zytoskelett stabilisiere, verändere ich möglicherweise schlicht

00:27:41: die Rezeptordichte an der Synapse.

00:27:44: Und auch so verzögert sich die Wirkung, ganz ohne dass wir auch nur einen

00:27:49: einzigen Quanteneffekt im Spiel haben.

00:27:53: Und der Befund aus der Arbeitsgruppe von Mike Wiest mit den Ratten,

00:27:57: der passt jetzt eben zu beiden Deutungen, Quanten und klassisch.

00:28:03: Ich hab euch jetzt 'ne halbe Stunde lang eine wunderschöne,

00:28:07: geschlossene, elegante Theorie erläutert oder versucht zu erklären.

00:28:13: Und gerade weil die so verführerisch ist, braucht es einen kritischen Check.

00:28:20: Denn so 'ne große Idee erkennt man vielleicht auch daran, dass

00:28:24: sie 'ne ehrliche Prüfung aushält.

00:28:29: Und es gibt 'nen großen Kritiker, der heißt Max Tegmark, Physiker.

00:28:35: Der hat im Jahr 2000 ein Argument gehabt, das im Kern einfach, aber

00:28:42: vernichtend gegenüber dieser Theorie ist.

00:28:46: Quantenkohärenz ist extrem empfindlich.

00:28:50: Die braucht Kälte, Stille, Isolation und in den Laboren, in denen

00:28:55: Quantencomputer entwickelt werden oder arbeiten, wird nah am absoluten

00:29:00: Temperaturnullpunkt gearbeitet.

00:29:04: Aber mein Gehirn ist warm, feucht und im physikalischen Sinn

00:29:10: betrachtet ohrenbetäubend laut.

00:29:14: Tegmark hat durchgerechnet, wie lange eine Superposition in den

00:29:18: Mikrotubuli überleben könnte.

00:29:21: Und sein Ergebnis: ungefähr zehn hoch minus 13 Sekunden, also ein

00:29:28: Zehntel einer Billionstel Sekunde.

00:29:33: Erinnert euch?

00:29:36: Hameroff und Penrose, die Theorie dort braucht 500 Millisekunden

00:29:44: Das ist der Unterschied wie zwischen 'nem Wimpernschlag

00:29:47: und dem Alter des Universums.

00:29:50: Und wenn Tegmark recht hat, dann ist die Theorie tot, bevor sie angefangen hat

00:29:56: Zwei Jahre später, 2002, kam eine Erwiderung, unter anderem von

00:30:04: Hameroff selbst, diesmal mit den Physikern Hagan und Tuszynski.

00:30:10: Und ihr Vorwurf war, dass Tecmark gar nicht das echte Orch OR Modell

00:30:15: gerechnet habe, sondern 'ne falsche Variante und dabei zusätzlich

00:30:19: Parameter falsch angesetzt habe.

00:30:22: Wenn man das korrekt rechnet, komme man nur auf zehn hoch minus fünf bis

00:30:27: zehn hoch minus vier Sekunden mit zusätzlichen Schutzmechanismen wie

00:30:33: Wasser um die Mikrotubuli oder 'ner Gelschicht vielleicht noch länger

00:30:42: Das wäre ein gewaltiger Sprung nach oben, aber, und das muss man auch

00:30:45: klar sagen, immer noch deutlich kürzer als die geforderte halbe

00:30:50: Sekunde, die 500 Millisekunden.

00:30:53: Die Lücke ist geschrumpft, aber sie ist nicht geschlossen

00:30:57: Und was ist der Stand heute?

00:30:59: Vielleicht, wenn man's optimistisch betrachtet,

00:31:02: Unentschieden, aber in Bewegung

00:31:06: Mhm, und 2022 hat Penrose noch eingeräumt, dass die ursprüngliche Theorie, und

00:31:13: jetzt kommt 'n Zitat: „Rough around the edges" sei, also an den Rändern

00:31:18: noch 'n bisschen rau und unfertig.

00:31:20: Und auf der anderen Seite häufen sich die Befunde, dass es überhaupt Quanteneffekte

00:31:28: im warmen biologischen System gibt, zum Beispiel in der Photosynthese.

00:31:35: 2024 konnte 'ne Gruppe um Babcock echte kollektive Quantenoptik, Superradianz,

00:31:43: in den Tryptophan-Netzwerken der Mikrotubuli bei Raumtemperatur nachweisen.

00:31:51: Aber, und den Satz bitte ich euch auch mitzunehmen, weil er das häufigste

00:31:57: Missverständnis in der populären Berichterstattung entlarvt: Der Nachweis,

00:32:03: dass es in Mikrotubuli Quanteneffekte gibt, ist nicht der Nachweis, dass diese

00:32:10: Quanteneffekte das Bewusstsein erzeugen.

00:32:13: das mit dem Bewusstsein ist eben eine der größten offenen Fragen der Wissenschaft.

00:32:18: Zwischen beiden liegt ein Abgrund, 'ne Schlucht, die bisher noch

00:32:22: nicht überbrückt werden konnte.

00:32:26: Das ist wie wenn man Wasser auf 'nem fernen Planeten findet,

00:32:29: heißt es noch nicht, dass es dort außerirdisches Leben gibt.

00:32:33: Und wo lässt uns das jetzt?

00:32:36: Der Diskurs hat sich verschoben von einem „Es ist kategorisch unmöglich" hin zu

00:32:42: einem „Es ist empirisch untersuchbar".

00:32:45: Und das ist vielleicht die stärkste Eigenschaft von diesem

00:32:52: orchestrierten OR überhaupt.

00:32:55: Sie macht konkrete, prüfbare Vorhersagen über Narkose, über Kohärenzzeiten

00:33:03: Und sie ist falsifizierbar.

00:33:05: Das ist auch wichtig.

00:33:07: Und das ist mehr, als man von vielen konkurrierenden Bewusstseinstheorien

00:33:12: sagen kann, die so vage bleiben, dass man sie überhaupt nicht widerlegen kann.

00:33:17: Und im Sinne von Karl Poppers ist eine kühne, widerlegbare Theorie einer

00:33:24: unangreifbaren allemal vorzuziehen

00:33:27: Jetzt sind wir am Ende dieser Reise in den Sommerferien 2026.

00:33:33: Ob diese Theorie von Hameroff und Penrose in 20 Jahren noch

00:33:38: als geniale Vorwegnahme oder als eleganter Irrtum gilt, weiß ich nicht

00:33:46: Aber ich hätte noch drei Gedanken für den Rest der Sommerferien.

00:33:50: Erstens: Die Frage ist manchmal wertvoller als die Antwort.

00:33:55: Selbst wenn die Theorie falsch ist, zwingt sie uns, präzise zu

00:33:59: benennen, was die klassischen Modelle eben nicht erklären können.

00:34:04: Das innere Erleben, das ganz am Anfang beschriebene harte Problem.

00:34:10: Und diese Schärfung allein ist vielleicht schon ein Gewinn.

00:34:14: Zweitens

00:34:17: Bewusstsein könnte ein Prozess sein, kein Gegenstand.

00:34:22: Und die Idee vom bewussten Jetzt als einer Frequenz von Ereignissen, als Takt

00:34:28: statt als Ding, ist auch unabhängig von der Quantenphysik 'n Perspektivwechsel.

00:34:34: Vielleicht ist Bewusstsein weniger ein Ort im Gehirn als ein Rhythmus.

00:34:42: wir Anästhesisten sind näher an diesem Rätsel als fast alle anderen Disziplinen.

00:34:48: Wir schalten das Bewusstsein reversibel und reproduzierbar aus und wieder an.

00:34:54: Jeden Tag, mehrmals.

00:34:58: Welche Theorie am Ende auch gewinnt, die Antwort wird auch

00:35:02: bei uns in den OP-Sälen gesucht.

00:35:05: Und damit zurück zum Anfang, zu dem Patienten, den wir in den Schlaf

00:35:10: legen und Stunden später zurückholen.

00:35:14: Er macht die Augen auf und er ist wieder da.

00:35:19: Und ich finde, es lohnt sich, jeden Tag darüber auch ein bisschen zu staunen.

00:35:25: Das war's mit der heutigen Episode vom Young Urban Anesthesiologists Podcast.

00:35:31: Und wenn euch diese etwas andere Folge gefallen hat, dann teilt sie

00:35:38: vielleicht mal mit jemandem, der auch gern über so große Fragen nachdenkt.

00:35:41: Die Quellen von Hameroff und Penrose bis zu den aktuelleren Experimenten

00:35:46: aus 2024 schick ich wieder in die Shownotes und wünsche euch schöne Ferien.

00:35:53: Bleibt neugierig und bis zum nächsten Mal.