Misteri 'Derau' Otak: Kebisingan Neural Mengungkap Prinsip Kuantum?

Dunia ilmu saraf secara tradisional memandang otak sebagai simfoni listrik yang rumit, dengan fluktuasi halus yang dikenal sebagai 'derau neuronal' sering dianggap sebagai gangguan. Namun, sebuah studi inovatif yang diterbitkan dalam *Computational and Structural Biotechnology Journal* oleh fisikawan teoretis Partha Ghose dan ahli saraf Dimitris Pinotsis, mengusulkan perspektif radikal: bagaimana jika derau ini bukanlah gangguan, melainkan justru memberikan koherensi yang tak terduga, mirip dengan prinsip-prinsip mekanika kuantum?

Penelitian ini menunjukkan bahwa persamaan klasik yang menggambarkan aktivitas neuronal dapat diubah menjadi bentuk persamaan Schrödinger, yang merupakan landasan fisika kuantum. Temuan ini membuka kemungkinan bahwa otak beroperasi, setidaknya sebagian, di bawah prinsip-prinsip kuantum. Derau ini, yang berasal dari berbagai sumber seperti pembukaan dan penutupan saluran ion, perubahan sinaptik, dan variabilitas respons, dapat dipandang bukan sebagai kekacauan, melainkan sebagai manifestasi dari 'ketertiban yang lahir dari ketidakteraturan'. Ghose dan Pinotsis meninjau kembali gagasan matematis Edward Nelson dari tahun 1960-an, yang menunjukkan bahwa gerakan acak, seperti gerakan Brown, dapat dijelaskan oleh persamaan yang sama yang mengatur fisika kuantum. Ini menyiratkan bahwa apa yang kita sebut 'derau neuronal' mungkin menyembunyikan struktur yang lebih dalam, setara dengan gelombang probabilitas yang digunakan fisikawan untuk memprediksi lokasi elektron. Dengan demikian, fluktuasi listrik otak bisa jadi mengandung pola-pola koherensi.

Untuk menguji hipotesis ini, para peneliti memulai dengan model matematika sederhana dari 'random walk with drift'. Mereka kemudian menunjukkan bahwa model yang lebih canggih seperti model FitzHugh-Nagumo, yang umum digunakan untuk menyederhanakan cara lonjakan listrik neuronal dihasilkan dan dipulihkan, juga dapat ditulis ulang dalam bentuk persamaan kuantum ketika ditambahkan unsur derau. Model FitzHugh-Nagumo ini sendiri merupakan alat penting dalam neurosains untuk mensimulasikan fungsi neuron dan jaringan. Fakta bahwa model ini memiliki 'kembaran kuantum' menyiratkan bahwa fisika otak mungkin lebih kaya dari yang kita duga sebelumnya.

Implikasi dari temuan teoretis ini meluas jauh melampaui matematika. Beberapa peneliti, seperti Roger Penrose dan Stuart Hameroff, telah berargumen bahwa kesadaran mungkin terkait dengan koherensi kuantum dalam struktur otak. Meskipun ide-ide mereka telah banyak dibahas, karya baru ini menyediakan kerangka kerja yang ketat yang dapat membawa intuisi tersebut lebih dekat ke verifikasi eksperimental. Secara praktis, para penulis menyarankan bahwa fenomena seperti plastisitas neuronal—kemampuan otak untuk beradaptasi dan belajar—mungkin memiliki komponen kuantum. Mereka juga berspekulasi bahwa pola osilasi otak tertentu, yang terkait dengan penyakit neurologis, mungkin lebih baik dijelaskan dari perspektif ini.

Jika terkonfirmasi, teori ini akan membuka jalan yang tidak terduga untuk memahami gangguan seperti epilepsi atau bahkan efek anestesi, dengan menghubungkan perilaku listrik neuron dengan prinsip-prinsip kuantum yang sampai saat ini tampak hanya berlaku untuk partikel subatomik. Langkah selanjutnya adalah menerjemahkan ide-ide ini ke dalam laboratorium. Tantangannya adalah merancang eksperimen yang mampu mengukur fluktuasi listrik minimal dengan teknik resolusi tinggi. Jika pengujian ini mengkonfirmasi prediksi seperti keberadaan tingkat energi diskrit atau keadaan kuantum yang koheren, maka otak akan berhenti menjadi wilayah eksklusif biologi klasik. Apa yang dipertaruhkan bukanlah sekadar detail teknis, melainkan cara baru untuk memikirkan pikiran manusia: sebuah jembatan antara fisika fundamental dan pengalaman sadar.