est-elle quantique?Qu'est-ce que la conscience? Est-elle produite ou canalisée par le cerveau?Parmi les chercheurs qui s'intéressent aux liens entre mécanique quantique, conscienceet cerveau, le physicien Henry Stapp est une figure majeure.

Par Jocelin Morisson

Rappelons, en le résumant d'une formule, le«problème difficile» posé par le philosopheaustralien David Chalmers: «Comment quelquechose d'aussi immatériel que la consciencepeut-il

émerger de quelque chose d'aussi inconscient que la ma-tièrei» Et notons au passage que cette question pose apriori que la conscience émerge de la matière, ce quiest précisément remis en question par Henry Stapp. Eneffet, la théorie matérialiste qui veut que la conscience«émerge» de l'activité du cerveau - et «se réduise» fi-nalement à celle-ci - n'a jamais eu de démonstrationprobante. Par exemple, on n'a jamais pu construire unordinateur si perfectionné qu'il devienne «conscient».Pourtant c'est la métaphore que retiennent les tenantsde cette théorie, qui n'est finalement qu'une hypo-thèse. Une hypothèse alternative est de considérer quela conscience n'est ni une illusion, ni un simple «pro-duit» de l'activité du cerveau, mais une entité à partentière, dont la nature ou le «support», s'il existe, resteà découvrir. Si le cerveau ne produit pas la conscience,en serait-il le filtre ou le récepteur, comme un poste deradio qui reçoit les ondes électromagnétiques et en ex-trait le signal ?Pourquoi la physique quantique est-elle utile dans cesréflexions ? Parce que dès son origine, il est apparuqu'un phénomène quantique ne se produisait quelorsqu'il était observé, et restait indéterminé tant qu'ilne l'était pas. Le rôle de l'observateur est donc central.Et observer, c'est devenir conscient de quelque chose. Sila conscience (de l'observateur) est essentielle à la com-préhension de la physique quantique, alors la physiquequantique est probablement essentielle à la compréhen-sion de la conscience! C'est ce que pensent de nom-breux chercheurs depuis des décennies.

Heisenberg, et la question du lien entre conscience etphysique quantique le taraude depuis le lycée, avoue-t-i! dans son livre Mindiù! Universe (Lunivers conscient),paru en 2007.Henry Stapp est aujourd'hui l'auteur d'une théorie quilui vaut une forte reconnaissance parmi les spécialistesde ces questions, notamment parce qu'il s'appuie surune interprétation orthodoxe de la mécanique quan-tique et non sur une version «exotique» de celle-ci. Enfait, il ne se contente pas de <d'interprétation de Co-penhague», qui est la version la plus communémentadmise de la physique quantique, mais il se réfère auxtravaux du grand mathématicien John Von Neumann(voirportrait).Henry Stapp commence par une observation simple:les neurosciences contemporaines sont fondées sur labiologie et la physique classique, et ignorent la phy-sique quantique. C'est à ses yeux une première absur-

1 « La conscience est enpermanence un agent sélectif" 1

William James

dité puisque le cerveau, composé de molécules, puisd'atomes et donc de particules, est nécessairement lesiège de phénomènes quantiques. De plus, i! est mon-tré que la libération des neurotransmetteurs au niveaudes synapses (zone de jonctions entre les neurones) estcommandée par l'action «d'ions calcium» dont la tailleest d'un nanomètre. Ces ions transitent par des canauxdont le diamètre se réduit également à cette taille, auplus fin. A ces échelles, les phénomènes qui se produi-sent sont de nature quantique, avec leur cortège d'indé-terminisme, d'états superposés, puis de phénomène dedécohérence qui aboutit à un état plutôt qu'un autre.Le principe d'incertitude lié aux états quantiques serait

Des phénomènes quantiques dans le cerveau?Physicien de l'université de Berkeley en Californie,Henry Stapp est de ceux-là. Il a travaillé en Europe avecdes monstres sacrés tels que Wolfgang Pauli ou Werner

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ainsi présent au cœur de la mécanique cérébrale. Celavoudrait-il dire que notre cerveau constitue un outilnous permettant l'accès à un «espace quantique» indé-pendant du temps et de l'espace, et fondamentalementindéterminé? Mais alors la conscience dans tout ça ?

Le choix de l'agent conscientLe premier point clé de la théorie de Stapp est direc-tement emprunté à Von Neumann. Là où l'interpré-tation de Copenhague refuse de faire entrer l'obser-vateur dans le système quantique, l'interprétation deVon Neumann le fait. Selon lui, avant toute mesureou observation d'un phénomène quantique, l'obser-vateur fait un choix conscient qui concerne l'objet dela mesure. Il s'agit en fait simplement de la question àlaquelle l'observation est censée apporter une réponse.Von Neumann appelle «process 1» ce choix de «po-ser une question» préalable à toute mesure quantique.Lacte de mesure lui-même est décrit par l'équationde Schrôdinger, C'est le «process 2», que l'on appelleaussi «réduction de la fonction d'onde». Srapp résumeen soulignant que tout acte d'observation en physiquequantique dépend d'une question préalable portant surle résultat attendu de cette observation (ou mesure).Lapport de Von Neumann, puis de Stapp, est de faireentrer ce «process 1» - ce choix conscient - dans leséquations de la physique quantique.Le second point clé de la théorie d'Henry Stapp estce que l'on appelle <d'effet Zénon quantique». Le phi-losophe grec Zénon nous a légué moult paradoxespropres à stimuler la réflexion, en particulier sur la na-ture de l'espace et du temps. Ainsi, si l'on observe uneflèche tirée d'un arc pendant un temps très court, aucours duquel elle n'occupe finalement que son propreespace, on peut considérer que cette flèche est immobilependant cet instant. Si l'on applique le raisonnement àchaque instant, la flèche est totalement immobile! Paranalogie, on appelle «effet Zénon quantique» une si-tuation où l'on «fige» l'état d'une particule atomiqueinstable en l'observant en continu. Si l'observationest maintenue, la particule ne se désintègre pas. Stapppropose que cet effet est précisément ce qui est produitpar l'effort conscient d'attention dont tout un chacunest capable par sa seule volonté. Larrention consciente«maintient» en place un modèle d'activation neuronale

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1-

qui s'impose à un fonctionnement «automatique».Quand la conscience modèle le cerveauPour appuyer son raisonnement, Stapp mentionne lescas où un acte conscient est capable de volontairementmodifier la façon dont l'information est traitée, et mo-difie finalement les mécanismes cérébraux impliquéseux-mêmes. On parle de neuroplasticité dirigée, appli-quée à des états pathologiques, par exemple le traite-ment des Troubles obsessionnels compulsifs (TOC) oudes phobies. Si le cerveau des personnes atteintes par cestroubles fonctionne de façon «automatique», le TOCou la phobie prennent le dessus. Mais, grâce aux thé-rapies cognitives et comportementales, on peut ame-ner le fonctionnement mental du sujet à reprendre lecontrôle. Et l'imagerie cérébrale par IRM pourra mon-trer qu'un réseau neurologique sain s'est remis en place,se substituant au réseau pathologique, qui «tournait enboucle». C'est un cas où <d'effort mental conscient» in-flue sur le fonctionnement du cerveau.Un autre exemple de contrôle mental conscient exercésur un fonctionnement cérébral automatique est donnépar des expériences où l'on soumet des personnes à desimages érotiques. En l'absence d'effort conscient, sonsystème limbique est sollicité et le sujet est sexuellementexcité. Mais celui-ci est capable de ne pas ressentir l'ex-citation par un effort conscient délibéré. Au passage, cegenre de capacité nous distingue des animaux. SelonHenry Srapp, expliquer ce comportement en termesde mécanismes cérébraux est une contrainte forte etcontre-intuitive. C'est bien l'état mental qui prime dansce cas sur l'état cérébral.Remarquons pour finir que l'artention consciente estla base de certains types de méditation qui consistent àêtre conscient de ce qui se produit en nous et autour denous, sans attribution émotionnelle ni jugement intel-lectuel, et qui requièrent un effort constant. Une hypo-thèse de travail est que cette attention module l'activitédu cortex préfrontal. Nous avons à nouveau une actionde l'esprit qui se traduit physiquement. Ainsi, la façondonr une personne dirige son attention modifie à la foisson expérience consciente et son état cérébral .•

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