Polish
German
Arabic
Azerbaijani
Chinese (Traditional)
English
Esperanto
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Polish
Portuguese
Romanian
Russian
SpanishDziwne podobieństwa między ludzkim mózgiem a wszechświatem
Źródło obrazu: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full
Astrofizyk z Uniwersytetu Bolońskiego i neurochirurg z Uniwersytetu w Weronie porównali sieć komórek nerwowych w ludzkim mózgu z kosmiczną siecią galaktyk. Analizy te pokazują, że struktury obserwowalnego wszechświata są zaskakująco podobne do sieci neuronowych w ludzkim mózgu. Badania sugerują, że prawa rządzące rozwojem mózgu i kosmosu mogą być takie same. Jedną z fascynujących osobliwości otaczającego nas świata jest to, że różne kształty i wzory pojawiają się w bardzo różnych kontekstach. Na przykład złota spirala (spirala Fibonacciego) znajduje się w muszli ślimaka i ma kształt galaktyki spiralnej, a wzór żył odbija się echem w gałęzi pioruna.
Wszechświat jak wielki mózg
W nowym, śmiałym badaniu opublikowanym w Granice fizyki (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full), astrofizyk i neurochirurg porównali dwa najbardziej złożone w naturze systemy za pomocą analizy ilościowej: sieć neuronową w ludzkim mózgu i kosmiczną sieć galaktyk we Wszechświecie. W rzeczywistości nie jest to takie dziwne porównanie. W Internecie od dawna krążą obrazy, które pokazują sieć neuronów z jednej strony i gromadę galaktyk, które wyglądają zadziwiająco podobnie z drugiej.
Ale ludzki mózg i wszechświat to znacznie więcej niż tylko wygląd. Astrofizyk Franco Vazza z Uniwersytetu Bolońskiego i neurochirurg Alberto Feletti z Uniwersytetu w Weronie spędzili ostatnie kilka lat na badaniu różnych podobieństw między wszechświatem a mózgiem.
Wyjaśnili swoją pracę w 2017 roku. "Galaktyki mogą grupować się w gigantyczne struktury rozciągające się na setki milionów lat świetlnych. Granica między tymi strukturami a sąsiednimi pustymi przestrzeniami może być niezwykle złożona. Grawitacja przyspiesza znajdującą się na nich materię Granice z prędkością tysięcy kilometrów na sekundę i tworząc fale uderzeniowe i turbulencje w gazach międzygalaktycznych, przewidzieliśmy, że takie granice będą jednymi z najbardziej złożonych miejsc we Wszechświecie, które można scharakteryzować liczbą bitów informacji potrzebnych do ich opisania. zadać pytanie: czy podobne struktury są bardziej złożone niż ludzki mózg? - napisali naukowcy w kwartalniku Nautilus.
Stopień złożoności i samoorganizacji
Pod względem wielkości mózg i wszechświat różnią się o 27 rzędów wielkości. Jednak badania sugerują, że procesy fizyczne, które kierują strukturą wszechświata i strukturą ludzkiego mózgu, chociaż są bardzo różne, mogą skutkować podobnym poziomem złożoności i samoorganizacji.
Punktem wyjścia było znalezienie podobieństw między dwiema badanymi strukturami. Ludzki mózg zawiera około 69 miliardów neuronów, aw obserwowalnym wszechświecie jest 100 miliardów galaktyk. Zdaniem autorów publikacji to jedna z ich cech wspólnych.
Kolejnym podobieństwem jest sposób, w jaki jest zorganizowany. Oba systemy są ułożone w dobrze zdefiniowaną sieć, a węzły łączą je w charakterystyczny sposób. Przepływ informacji i energii stanowi tylko około 25% masy i energii każdego systemu.
Ponadto istnieją podobieństwa między składem mózgu a składem mózgu Wszechświat. Woda stanowi około 77 procent masy mózgu, podczas gdy Wszechświat to 72 procent ciemnej materii i energii (według niektórych szacunków nawet 95 procent). Naukowcy twierdzą, że zarówno woda, jak i ciemna materia odgrywają pośrednią rolę w wewnętrznych strukturach mózgu i przestrzeni.
Inne podobieństwa między mózgiem a kosmosem
Po odkryciu podobieństw, o których mowa powyżej, badacze dokonali ilościowego porównania obu struktur za pomocą obrazów. W tym celu zestawiono ilustracje ludzkiego mózgu oraz symulacje wyglądu sieci przestrzennej.
Badacze poszukiwali różnic w gęstości rozkładu materii i stwierdzili, że jest on zaskakująco podobny w obu układach. - Obliczyliśmy gęstość widmową obu systemów. Jest to technika często stosowana w kosmologii do badania przestrzennego rozmieszczenia galaktyk ”- mówi Vazza.
- Nasza analiza wykazała, że rozkład sieci neuronowych w skali od 1 mikrometra do 0,1 milimetra jest podobny do rozkładu materii w sieci przestrzennej, ale oczywiście w większej skali, od 5 milionów do 500 milionów lat świetlnych ", dodaje badacz.
Ale to nie wszystko. Zespół zbadał również inne cechy morfologiczne, takie jak liczba połączeń między kluczowymi węzłami w obu sieciach. Średnio sieć przestrzenna miała 3,8 do 4,1 połączeń na węzeł, podczas gdy mózg miał średnio 4,6 do 5,4 połączeń na węzeł. Ponadto oba systemy wykazywały tendencję do koncentracji połączeń wokół węzłów centralnych. Wszystko to sprawia, że mózg i wszechświat mają podobną zdolność do informacji.
Nie oznacza to, że wszechświat jest ogromnym mózgiem lub ogromną strukturą zdolną do odczuwania. Badania sugerują, że w przeciwnym razie prawa rządzące rozwojem mózgu i wszechświata mogłyby być takie same.