En 1935, Erwin Schrödinger, en scrutant les équations de la mécanique quantique, y vit quelque chose d'étrange : deux particules peuvent être liées si étroitement que l'état de l'une détermine instantanément l'état de l'autre, même si on les sépare de kilomètres. Il appela cela « intrication » et avoua qu'il n'y voyait pas une propriété de la réalité, mais plutôt un défaut de la théorie. Près de quatre-vingt-dix ans plus tard, l'intrication est devenue un outil de travail pour les physiciens : on la mesure en laboratoire, on l'utilise dans les ordinateurs quantiques, on la teste sur des satellites. Aujourd'hui, une équipe de chercheurs s'est posé une question audacieuse : une telle connexion se cacherait-elle dans notre propre cerveau ?

Les neurones communiquent par impulsions électriques, et leur activité collective évoque un orchestre où chaque instrument joue sa partition, mais ensemble ils créent une symphonie unique. Cet orchestre n'a pas de chef : l'ordre naît spontanément du chaos des fluctuations aléatoires. Les auteurs de ce nouveau travail montrent que si l'on prend ces fluctuations et que l'on calcule leur matrice de covariance, c'est-à-dire le tableau décrivant comment les changements dans une partie du réseau se réflètent dans une autre, alors, après normalisation, elle se transforme en matrice densité. Et cela n'est plus de la simple statistique, mais un véritable état quantique. Ainsi, de la physique classique des neurones, sans aucun mysticisme, émerge le formalisme quantique.

Le concept clé introduit par les chercheurs est celui d'« intrication mentale ». Cela ne signifie pas que les neurones sont littéralement intriqués comme les photons dans l'expérience d'Aspect. Il s'agit plutôt d'une structure mathématique : des corrélations inséparables entre les observations de différentes régions du cerveau. Les auteurs distinguent deux types d'intrication. Le premier est l'intrication des observables, lorsque les mesures effectuées sur le système ne peuvent pas être réalisées simultanément, comme en mécanique quantique on ne peut pas mesurer précisément la position et l'impulsion. Le second est l'intrication des états, qui exige que le cerveau soit constitué de plusieurs sous-systèmes entre lesquels existent des canaux de communication particuliers. C'est ici que la transmission éphaptique entre en scène : les neurones ne communiquent pas seulement par les synapses, mais aussi par les champs électriques qu'ils génèrent eux-mêmes. Ce « réseau sans fil » pourrait être le canal qui produit les états intriqués.

Auparavant, les modèles de cognition de type quantique, qui expliquaient les paradoxes de la prise de décision, restaient en suspens : on ne voyait pas comment obtenir des structures quantiques à partir de la neurophysiologie. Maintenant, le pont est construit. La matrice de covariance des fluctuations aléatoires, après normalisation, devient une matrice densité, et ce n'est pas une métaphore, mais un fait mathématique rigoureux. L'utilité pratique n'est pas loin : le diagnostic de type quantique basé sur l'EEG est déjà utilisé pour la dépression et l'épilepsie, mais il manquait jusqu'ici de fondement théorique solide. L'intrication mentale pourrait fournir ce fondement. De plus, elle offre un langage formel pour décrire l'un des problèmes les plus difficiles des neurosciences : le problème de la liaison, c'est-à-dire comment le cerveau combine des caractéristiques disparates, la couleur, la forme, le mouvement, en une image consciente unifiée.

Si l'hypothèse se confirme, le cerveau ne serait pas simplement un réseau classique complexe, mais un système qui utilise des algorithmes de type quantique pour traiter l'information. Cela ouvrirait la voie à de nouvelles architectures de calcul, inspirées non pas par la structure des neurones, mais par les principes de leur jeu collectif. L'orchestre sans chef, semble-t-il, est capable de prouesses quantiques. Et peut-être que c'est dans cette partition invisible qu'est écrite le secret de la conscience.