Mikrotubuli er bygget opp av protein polymer som kalles tubuliner. De er formet som rør. Penrose og Hameroff mener at hver av disse tubulinene kan oppføre seg som bits i en datamaskin, dvs. være i to forskjellige tilstander på grunn av van der Waals-London krefter. Tubulinene antas videre å koherere på grunn av Frölich koherens. Det finnes om lag 108¬ tubuliner per nevron, hvilket gir en kapasitet på 1015 operasjoner per sekund per nevron, og 1026 operasjoner per sekund i hele hjernen.