La neurociencia suele describir al cerebro como una sinfonía eléctrica atravesada por corrientes iónicas y descargas que, a simple vista, parecen desordenadas. Esos pequeños temblores, que los científicos llaman “ruido neuronal”, se han visto siempre como un obstáculo: fluctuaciones caóticas que complican las mediciones. Pero un grupo de investigadores plantea algo radicalmente distinto. ¿Y si ese ruido no destruyera la información, sino que en realidad le diera al cerebro una coherencia inesperada, parecida a la de la mecánica cuántica?
En un trabajo publicado en Computational and Structural Biotechnology Journal, el físico teórico Partha Ghose y el neurocientífico Dimitris Pinotsis han demostrado que las ecuaciones clásicas que describen la actividad de las neuronas pueden transformarse en una versión de la ecuación de Schrödinger, la columna vertebral de la física cuántica. El hallazgo abre un terreno insólito: la posibilidad de que el cerebro funcione, al menos en parte, bajo principios cuánticos.
El ruido que podría ser orden
El cerebro no solo procesa señales eléctricas, también genera ruido que parece aleatorio. Ese ruido surge de múltiples fuentes: la apertura y cierre de canales iónicos, los cambios en las sinapsis, la variabilidad de las respuestas al mismo estímulo. Para la mayoría de los científicos, estas irregularidades son puro desorden.
Sin embargo, Ghose y Pinotsis retoman una idea planteada en los años sesenta por el matemático Edward Nelson: el movimiento aleatorio, como el que siguen las partículas en un líquido (el llamado movimiento browniano), puede describirse con las mismas ecuaciones que gobiernan la física cuántica.
Esto significa que lo que llamamos “ruido neuronal” podría esconder estructuras más profundas, equivalentes a ondas de probabilidad, como las que usan los físicos para predecir dónde estará un electrón. Lejos de ser una simple molestia experimental, las fluctuaciones eléctricas del cerebro podrían contener patrones de coherencia.
La clave de este planteamiento es que el ruido no sería el enemigo del orden, sino su aliado inesperado. Los autores lo definen como un ejemplo de “orden nacido del desorden”, capaz de abrir una nueva vía para entender cómo las neuronas procesan información.
Una ecuación cuántica para las neuronas
Para poner a prueba esta hipótesis, los investigadores comenzaron con un modelo matemático simple: una caminata aleatoria con deriva. Imagina una partícula que se mueve hacia adelante o hacia atrás según la llegada de señales excitatorias o inhibitorias en la membrana de una neurona.
A primera vista es un juego de azar, pero si se escribe en el lenguaje correcto, aparece una ecuación sorprendentemente similar a la de Schrödinger.
Este modelo permite describir la probabilidad de que una neurona alcance el umbral para disparar un impulso eléctrico o se quede en silencio. Pero lo más impactante es que este formalismo no se queda en la abstracción matemática: encaja con datos experimentales de cómo fluctúa el potencial eléctrico en neuronas reales.
La consecuencia es clara: la actividad neuronal puede representarse como una onda cuántica, en la que el potencial de membrana no tiene un valor fijo, sino un abanico de probabilidades. Esto no significa que el cerebro sea un ordenador cuántico en miniatura, pero sí que sus procesos pueden adoptar rasgos que hasta ahora se creían imposibles en un sistema biológico de gran escala.
El modelo FitzHugh-Nagumo bajo la lupa
El paso siguiente fue aplicar esta lógica a un modelo más sofisticado: el FitzHugh-Nagumo, una simplificación muy usada para describir cómo se generan y recuperan los picos eléctricos de las neuronas. Este modelo suele considerarse “clásico”, pero al añadirle el ingrediente del ruido, los autores demostraron que también puede reescribirse en términos de una ecuación cuántica.
El resultado es impactante porque el FitzHugh-Nagumo no es una curiosidad matemática: es una herramienta central en neurociencia para simular cómo funcionan neuronas y redes. Que este modelo tenga un “doble cuántico” significa que la física del cerebro podría ser más rica de lo que pensábamos.
Además, la reformulación cuántica ofrece correcciones a los cálculos clásicos, como predicciones de variabilidad en la frecuencia de disparos o en la recuperación después de un estímulo. En otras palabras, puede dar pistas más precisas sobre por qué el cerebro nunca responde de forma idéntica dos veces a la misma señal.
Una constante neuronal
Una de las propuestas más provocadoras del estudio es la introducción de un nuevo parámetro: la “constante neuronal”, un análogo de la constante de Planck que en física cuántica define la escala de los fenómenos microscópicos. Según los autores, cada neurona tendría su propia versión de esta constante, o quizás todas compartan un valor universal aún desconocido.
Para medirla en la práctica, sugieren varios experimentos. Uno sería analizar las oscilaciones eléctricas por debajo del umbral de disparo, que podrían comportarse como osciladores cuánticos con niveles de energía discretos. Otro sería estudiar la inductancia de las membranas neuronales, vinculada a propiedades eléctricas similares a las de un circuito.
Si esta constante neuronal existe y puede medirse, sería la primera evidencia directa de fenómenos cuánticos a escala de neuronas individuales. Sería un paso enorme en un debate que lleva décadas: si la conciencia y la cognición pueden estar ligadas a la física cuántica.
Implicaciones para la conciencia y la medicina
Las implicaciones de este hallazgo teórico van mucho más allá de la matemática. Algunos investigadores, como Roger Penrose y Stuart Hameroff, han defendido que la conciencia podría estar relacionada con la coherencia cuántica en estructuras del cerebro.
Aunque sus ideas han sido muy discutidas, este nuevo trabajo aporta un marco riguroso que podría acercar esas intuiciones a la verificación experimental.
En la práctica, los autores sugieren que fenómenos como la plasticidad neuronal —la capacidad del cerebro para adaptarse y aprender— podrían tener un componente cuántico. También especulan que ciertos patrones de oscilación cerebral, asociados a enfermedades neurológicas, podrían explicarse mejor desde esta perspectiva.
De confirmarse, la teoría abriría una vía insospechada para entender desórdenes como la epilepsia o incluso el efecto de los anestésicos, al vincular el comportamiento eléctrico de las neuronas con principios cuánticos que hasta ahora parecían reservados a partículas subatómicas.
El futuro de un puente entre física y cerebro
Aunque por ahora se trata de un desarrollo teórico, el trabajo de Ghose y Pinotsis invita a un cambio de mirada. La frontera entre lo biológico y lo cuántico no estaría marcada por la escala de lo microscópico, sino por la capacidad de detectar patrones ocultos en el ruido.
El desafío será trasladar estas ideas al laboratorio. Para los autores, la clave está en diseñar experimentos capaces de medir fluctuaciones eléctricas mínimas con técnicas de alta resolución. Si esas pruebas confirman predicciones como la existencia de niveles de energía discretos o de estados cuánticos coherentes, el cerebro dejará de ser territorio exclusivo de la biología clásica.
Lo que está en juego no es solo un detalle técnico, sino una nueva forma de pensar la mente humana: un puente entre la física más fundamental y la experiencia consciente. Si ese puente se confirma, la historia de la neurociencia y de la física podrían entrelazarse de un modo que hasta hace poco parecía ciencia ficción.
Referencias
- Ghose, P., & Pinotsis, D. A. (2025). The FitzHugh-Nagumo equations and quantum noise. Computational and Structural Biotechnology Journal, 30, 12-20. doi: 10.1016/j.csbj.2025.02.023
