Ludzki mózg to taki wszechświat, tylko w mniejszej skali. Zaskakujące podobieństwa

A gdyby tak porównać sieć neuronów w mózgu z wielkoskalową strukturą wszechświata, to by było… Jak pomyśleli, tak zrobili. Dwóch włoskich naukowców, astrofizyk i neurobiolog, postanowiło porównać te dwie najbardziej fascynujące struktury we wszechświecie.

A przynajmniej takie wrażenie można odnieść, przyglądając się poszczególnym cechom charakterystycznym mózgu. Wystarczy spojrzeć na opracowania przedstawiające sieci, w jakie neurony łączą się  w mózgu. Specjaliści od konektomiki od lat zajmują się badaniem i mapowaniem kompletnej mapy sieci połączeń neuronalnych, tzw. konektomu, wykorzystując do tego szerokie techniki mikroskopowe.

Jeżeli następnie spojrzymy na grafiki przedstawiające wielkoskalową strukturę wszechświata, wykonane na podstawie obserwacji prowadzonych za pomocą teleskopów oraz na podstawie modeli kosmologicznych, podobieństwo rzuca się w oczy każdemu, niezależnie od tego, jak bardzo jesteśmy zainteresowani jedną czy drugą dziedziną nauki.

Choć lokalnie we wszechświecie galaktyki wydają się losowo porozrzucane po przestrzeni kosmicznej, to spojrzenie w dużo większej skali diametralnie zmienia ten obraz. Dopiero wtedy widać, jak całe gromady galaktyk łączą się ze sobą rozległymi włóknami gazowymi rozciągającymi się na setki milionów lat świetlnych, w których znajdują swoje miejsce miliony galaktyk. Między włóknami znajdują się rozległe obszary, w których nie ma niemal żadnych galaktyk. Owe włókna od czasu do czasu łączą się na skrzyżowaniach z innymi włóknami kosmicznej sieci. To w tych miejscach powstają supergromady, składające się ze zderzających się gromad galaktyk. Z każdego z tych miejsc wychodzą średnio 3-4 inne włókna. Tak samo wygląda sieć neuronów w mózgu.

Samo podobieństwo pod względem wyglądu i struktury to jednak nie wszystko. Przyjmując przybliżone modele, badacze zauważają, że w mózgu człowieka znajduje się około 70 miliardów neuronów. W obserwowalnym wszechświecie natomiast możemy dostrzec około 100 miliardów galaktyk – rząd wielkości zbliżony.

Jakby tego było mało, neurony stanowią zaledwie 30 proc. całkowitej masy mózgu. Tak samo jest i w przypadku galaktyk, które składając się z ciemnej materii i materii barionowej także odpowiadają za 30 procent masy/energii wszechświata. Pozostałe 70-75 proc. to w przypadku mózgu woda, a w przypadku wszechświata to ciemna energia.

Takie same podobieństwa naukowcy dostrzegli, analizując widmową gęstość galaktyk i neuronów oraz liczbę połączeń wychodzących z każdego węzła, w którym łączą się długie włókna.

Wszystkie powyższe powiązania analizowane oddzielnie wydają się podejrzane i zaskakujące. Gdy jednak analizuje się łącznie, to wyłania się jeden spójny wniosek.

Wszystkie te podobieństwa wynikają najprawdopodobniej z faktu, że samoorganizacja obu tych jakże złożonych układów regulowana jest przed te same zasady dynamiki kształtujące budowę wszelkiego rodzaju sieci, niezależnie od skali.

Oryginalny tekst "Ludzki mózg to taki wszechświat, tylko w mniejszej skali. Zaskakujące podobieństwa" został opublikowany w listopadzie 2020 roku.