La comprensione della coscienza e dei suoi fondamenti biologici e fisici è ben lontana dall'essere raggiunta: molti ritengono che le teorie classiche non siano in grado di darne conto e diversi ricercatori hanno ipotizzato che la meccanica quantistica vi abbia un ruolo centrale.
Una delle più note teorie della "mente quantistica" è quella proposta da Roger Penrose e Stuart Hamerhoff, nota come teoria della "riduzione obiettiva orchestrata" (o teoria Orch OR, da orchestred objective reduction).
La teoria ipotizza che i microtubuli cellulari possano funzionare da elementi di calcolo quantistico. All'interno dei microtubuli la coerenza di stati di sovrapposizione quantistica viene mantenuta fino al collasso della funzione d'onda. Normalmente una funzione d'onda collassa in seguito a una misurazione, ma si suppone che il collasso non avvenga finché la sovrapposizione quantistica resta fisicamente separata all'interno della geometria spaziotemporale, detta riduzione obiettiva. Quando un'area di coerenza quantistica collassa, si avrebbe un istante di coscienza.
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