Quanten und Bewusstsein: Was sollen die Modelle erklären?
Quanten und Bewusstsein treffen in einer offenen Forschungsfrage aufeinander. Vorgänge im Gehirn beruhen auf Chemie, und chemische Bindungen folgen der Quantenphysik. Ob besondere Quanteneffekte darüber hinaus nötig sind, damit wir etwas bewusst erleben, ist eine eigene Frage. Ein solcher Mechanismus ist bislang nicht überzeugend nachgewiesen.
John Eccles und Friedrich Beck setzten an der Signalübertragung zwischen Nervenzellen an. Roger Penrose und Stuart Hameroff interessierten sich für Strukturen innerhalb der Zellen. Efstratios Manousakis verwendete die Mathematik der Quantentheorie, um einen Wechsel in der visuellen Wahrnehmung zu beschreiben. Die drei Ansätze unterscheiden sich darin, was sie überhaupt erklären wollen. Wer die physikalischen Begriffe nachlesen möchte, findet den Einstieg in Quantenphysik und Quantenhypothese.
Quanten und Bewusstsein bei Beck und Eccles
Wenn ein elektrisches Signal am Ende einer Nervenzelle ankommt, können kleine Bläschen Botenstoffe freisetzen. Diese Botenstoffe wirken auf die nächste Zelle. Ob ein einzelnes Bläschen seinen Inhalt freisetzt, ist probabilistisch. Das lässt sich messen. Friedrich Beck und John Eccles schlugen für einen Schritt dieses Vorgangs ein quantenmechanisches Modell vor.
Eccles verband den Vorschlag mit seiner Überzeugung, dass Geist und Gehirn verschieden sind und aufeinander einwirken können. In seiner Deutung sollte eine bewusste Absicht die Wahrscheinlichkeit der Freisetzung verändern können. Ein Nachweis müsste zeigen, wie eine solche Absicht auf die betreffende Synapse wirkt und wie sich dieser Einfluss von bekannten neuronalen Vorgängen unterscheidet. Die Stanford Encyclopedia of Philosophy ordnet dieses Modell und seine offenen Fragen ein.
Penrose und Hameroff: Bewusstsein in den Mikrotubuli?
Mikrotubuli sind röhrenförmige Strukturen aus dem Protein Tubulin. Sie gehören zum Gerüst von Zellen und sind unter anderem am Transport innerhalb von Nervenzellen beteiligt. Penrose und Hameroff schlagen vor, dass in diesen Strukturen koordinierte Quantenzustände entstehen können. Der Übergang aus einem solchen Zustand soll nach ihrer Hypothese zu einem Moment bewussten Erlebens beitragen. Sie nennen den Ansatz Orchestrated Objective Reduction, kurz Orch OR. Auf seiner Forschungsseite zu Orch OR führt Hameroff die gemeinsame Übersichtsarbeit und weitere Veröffentlichungen auf.
Eine Studie an Ratten aus dem Jahr 2024 untersuchte, was sich verändert, wenn Mikrotubuli vor einer Narkose mit einem Wirkstoff stabilisiert werden. Im Versuch dauerte es unter Isofluran länger, bis die Tiere die Fähigkeit verloren, sich aus der Rückenlage umzudrehen. Das gibt Anlass, die Rolle von Mikrotubuli bei der Narkose weiter zu untersuchen. Der Versuch erfasste einen Verhaltensindikator und maß keine Quantenzustände in den Nervenzellen.
Manousakis: Warum ein Bild im Bewusstsein wechselt
Zeigt man beiden Augen gleichzeitig unterschiedliche Bilder, kann die bewusste Wahrnehmung zwischen den Bildern wechseln, obwohl die Reize gleich bleiben. Dieses Phänomen heißt binokulare Rivalität. Es unterscheidet sich von einer Kippfigur wie der bekannten Vase, die sich auch als zwei Gesichter sehen lässt. Bei der Vase gibt es einen mehrdeutigen Reiz. Bei der binokularen Rivalität konkurrieren zwei getrennt präsentierte Reize.
Efstratios Manousakis nutzte in einer Arbeit, die 2009 in einer Fachzeitschrift erschien, einen quantenmechanischen Formalismus, um die zeitliche Verteilung solcher Wahrnehmungswechsel zu modellieren. Wenn ein Modell die beobachteten Wechsel beschreibt, zeigt das zunächst, was die Mathematik für diese Aufgabe leisten kann. Um daraus auf einen physikalischen Quantenmechanismus im Gehirn zu schließen, wären zusätzliche Messungen und Vorhersagen nötig, die sich von anderen Erklärungen unterscheiden lassen.
Was ein Nachweis für Quantenbewusstsein zeigen müsste
Eine belastbare Erklärung müsste benennen, welcher Quantenzustand wo im Gehirn entsteht, wie lange er unter biologischen Bedingungen bestehen kann und was sich an der Wahrnehmung ändert, wenn man genau diesen Zustand beeinflusst. Dieselbe Erklärung müsste sich gegen Alternativen prüfen lassen, etwa gegen Modelle, in denen sich Nervenzellgruppen beim Wahrnehmen wechselseitig hemmen.
Die Frage nach dem Erleben bleibt für die Bewusstseinsforschung und für die Philosophie interessant. Wer sich fragt, wie sich Befunde zur Gehirnaktivität und Aussagen über Sinn, Geist oder eine Seele zueinander verhalten, findet dazu weitere Einordnungen in Spiritualität und Wissenschaft.
Wie Forschende Hirnaktivität tatsächlich erfassen und welche Schlüsse solche Aufnahmen zulassen, erklärt der Beitrag Neurowissenschaften und Spiritualität.
Erstveröffentlicht am 7. April 2014
Uwe Taschow
Redaktionell aktualisiert am 12. November 2026
Über den Autor
Uwe Taschow ist Journalist, Autor und Mitgründer von Spirit Online. Er schreibt über spirituelle, gesellschaftliche und kulturelle Fragen.
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