Човешкият мозък и вселената си приличат

Описването на човешкия мозък като миниатюрна вселена може да е по-близо до истината, отколкото се предполага. Когато учените разгледат две от най-сложните и завладяващи структури – човешката мрежа от неврони в мозъка и космическата мрежа от галактики, приликата изглежда странно голяма.

И когато астрофизикът Франко Ваца и неврологът Алберто Фелети дигитализират данните и сравняват числено двете структури, приликите стават още по-поразителни и неизбежно изниква въпроса дали наистина не живеем в една голяма симулация.

Мозъкът на човек е сложна мрежа от близо 100 милиарда неврони, които образуват 100 трилиона невронни връзки. Невроните са групирани в йерархична мрежа от възли, нишки и взаимосвързани невронни клъстери, които оформят сложните мисли, чувства и емоции. Но тези неврони съставляват по-малко от 25 процента от масата на мозъка, оставяйки останалите 75 процента за водата.

По странно съвпадение нашата Вселена също съдържа около 100 милиарда галактики. Разклащащият се баланс между привличането на гравитацията и ускореното разширяване на Вселената образува космическа мрежа от струновидни нишки, съставени от обикновена и от тъмна материя. В пресечните точки на нишките се образуват групи от галактики, оставящи пусти празнини между тях. Полученото изображение изглежда поразително подобно на мрежа от неврони. Странно е, че учените смятат, че само около 25 процента от материята във Вселената е видима. Останалите 75 процента са тъмна материя.

„Въпреки че съответните физически взаимодействия в горните две системи са напълно различни, наблюдението им чрез микроскопични и телескопични техники са уловили вълнуваща подобна морфология до такава степен, че често се забелязва, че космическата мрежа и мрежата от неврони си приличат”, пишат професорите Ваца и Фелети в  статия, публикуван във Frontiers in Physics и цитирана от Мегавселена.

Въпреки тези непосредствени прилики, учените искат да сравнят по-количествено двете системи. За целта те използват метод, наречен анализ на спектъра на мощността - техника, често използвана в астрофизиката за изследване на широкомащабното разпределение на галактиките. Те измерват силата на малките колебания в редица пространствени скали както на симулация на галактики, така и на участъци от малкия мозък и мозъчната кора на човек.

„Нашият анализ показа, че разпределението на колебанията в невроналната мрежа на малкия мозък в мащаб от 1 микрометър до 0,1 милиметра следва същата прогресия на разпределението на материята в космическата мрежа, но, разбира се, в по-голям мащаб, който варира от 5 милиони до 500 милиона светлинни години", казва професор Ваца от университета в Болоня.

Изследователите също така сравняват спектрите на мощност на други сложни системи, включително изображения на клони на дървета, облаци и турбуленция на водата, но никоя не се доближава до приликите между неврона и Вселената. Спектрите на мощността обаче не дават никакви намеци за сложността на системите. За да направят това, учените изследват мрежите на двете системи, сравнявайки средния брой връзки на възел и как тези възли са групирани заедно.

„За пореден път структурните параметри идентифицират неочаквани нива на съвпадение. Вероятно връзката в двете мрежи се развива, следвайки сходни физически принципи, въпреки поразителната и очевидна разлика между физическите сили, регулиращи галактиките и невроните“, отбелязва професор Фелети от Университета във Верона.

Впечатляващо е, че космическата мрежа на нашата видима Вселена може да има повече общо с мрежата от неврони в човешкия мозък, отколкото отделните й галактики и звезди – или че сложната мрежа от неврони в мозъка прави по-добра двойка с космическата мрежа, отколкото отделните клетки на мозъка. Тези прилики обаче възникват само когато изследователите сравняват конкретен мащаб на всяка система.