En el comienzo de su carrera, mientras estaba en Hahneman, los trabajos de investigación relacionados con el cancer, dió lugar a que su interés cambiase al papel que juegan los microtúbulos en la división celular, y a especular en como pudieran ser simulados dentro del mundo de la computación. También le sugirieron que parte de la solución del problema de conciencia podría consistir en la comprensión de las operaciones de microtúbulos en las células del cerebro, operaciones en los niveles moleculares y supramoleculares. Las operaciones microtubulares son extraordinariamente complejas y su papel en las operaciones de celulares es omnipresente; estos hechos dieron lugar a la especulación de que los procesos que permiten emejer a la conciencia, de alguna manera podrían estar ocurriendo allí. Estas ideas son discutidas en el primer libro de Hameroff Ultimate Computing (1987). En esencia, este libro aborda las posibilidades de procesamiento de la información en el tejido biológico y sobre todo en microtúbulos y otras partes del citoesqueleto. Hameroff sostiene que los componentes del citoesqueleto podrían ser las unidades básicas de procesamiento en lugar de las neuronas. El libro se centra fundamentalmente en el procesamiento de la información, siendo la conciencia un elemento secundario que emerje de esta etapa. Al margen de Hameroff, Roger Penrose ha publicado su primer libro sobre la conciencia, The Emperor's New Mind.
