Nowe badanie wykazało, że ludzki mózg jest podobny do sieci kosmicznych galaktyk.

Naukowcy odkryli podobieństwa w działaniu dwóch systemów o zupełnie różnej skali. Pierwszym jest sieć neuronów w ludzkim mózgu, drugim – sieć kosmicznych galaktyk.

Obydwa te systemy badano z różnych perspektyw. Przyglądano się ich strukturze, morfologii, zdolności zapamiętywania i innym cechom. Analizy ilościowe wykazały, że bardzo odmienne procesy fizyczne mogą prowadzić do powstawania struktur o podobnych poziomach złożoności i organizacji, mimo że pod względem rozmiaru systemu mózg i kosmos różnią się o 27 rzędów wielkości.

Niezwykłe badanie przeprowadzili włoscy uczeni reprezentujący dość odległe od siebie dyscypliny: astrofizyk Franco Vazza z Uniwersytetu w Bolonii i neurochirurg Alberto Feletti z Uniwersytetu w Weronie.

„Zdumiewające podobieństwa, które wykazaliśmy dzięki naszym analizom, sugerują, że za samoorganizacją obydwu tych złożonych systemów kryją się podobne reguły dynamiki sieci, mimo że mamy tu do czynienia z ogromnymi różnicami skali i odmiennymi procesami” – stwierdzili badacze w swoim artykule.

Jednym z najciekawszych aspektów analiz jest potraktowanie sieci neuronów jak osobnego wszechświata. Sieć ta składa się z około 69 miliardów komórek nerwowych. Dla porównania – wszechświat to sieć co najmniej 100 miliardów galaktyk.

W obydwu sieciach znajdziemy węzły i połączenia. Analizując liczbę tych ostatnich przypadającą na jeden węzeł oraz ich klastry, naukowcy stwierdzili, że istnieją wyraźne „poziomy zgodności” w zakresie struktury połączeń. Zdaniem Felettiego świadczy to o tym, że sieć neuronów i sieć galaktyk rozwinęły się za sprawą podobnych reguł fizyki.

Można pokusić się również o inne ciekawe porównania. Mózg w około 77% składa się z wody. Tymczasem 70% wszechświata to ciemna energia. W obu przypadkach mamy do czynienia z biernym elementem, który wywiera pośredni wpływ na strukturę całego systemu.

Z drugiej strony – za około 30% masy obu systemów odpowiadają galaktyki lub neurony.

Frapujące podobieństwa znaleziono też, analizując fluktuacje gęstości materii w mózgu i w sieciach kosmicznych.

„Obliczyliśmy gęstość widmową obu systemów. Metodę tę często wykorzystuje się w kosmologii do badania przestrzennego rozmieszczenia galaktyk – tłumaczył Vazza w materiałach prasowych. – Okazało się, że rozkład fluktuacji w sieci neuronowej móżdżku mieści się w przedziale od 1 mikrometra do 0,1 milimetra. Rozkład materii w sieciach kosmicznych jest taki sam, choć oczywiście różni się pod względem skali, i mieści się w przedziale od 5 do 500 milionów lat świetlnych”.

Wyniki nowego badania znaleźć można w artykule zamieszczonym w piśmie „Frontiers of Physics”.

Pierwotnie tekst ukazał się na stronie Big Think.