Наука

Нейрони в мозку людини і мережа галактик виявилися схожі

Астрофізик з Болонського університету і нейрохірург з Веронського університету порівняли мережу нейронних клітин в людському мозку з космічною мережею галактик і виявили дивні подібності між ними. Результати дослідження публікує журнал Frontiers in Physics.

Франко Вазза, астрофізик в Університеті Болоньї і Альберто Фелетто, нейрохірург з Університету Верони вивчили схожість між двома найскладнішими системами в природі: космічною мережею з галактик і мережею нейронів в людському мозку.

Незважаючи на істотну різницю в масштабі між двома мережами, їх аналіз показав, що різні фізичні процеси в них можуть створювати структури. Причому вони характеризуються однаковими рівнями складності й самообслуговування.

Людський мозок функціонує завдяки своїй широкій нейронній мережі, яка, як вважається, містить близько 69 млрд нейронів. З іншого боку, спостережуваний Всесвіт складається з космічної мережі, що складається як мінімум зі 100 млрд галактик. В обох системах тільки 30% їх маси становлять галактики і нейрони, які (знову ж таки, в обох системах) утворюють довгі волокна або вузли між ними. Нарешті, в обох системах 70% розподілу маси або енергії складається з компонентів, які грають явно пасивну роль. Йдеться про воду в мозку і темної енергії в спостережуваному Всесвіті.

Виходячи із загальних рис двох систем, дослідники порівняли моделювання мережі галактик з ділянками кори головного мозку і мозочка. Мета — вивчити флуктуації речовини в таких різних масштабах.

Зліва: зріз мозочка з 40-кратним збільшенням, отриманий за допомогою електронної мікроскопії (д-р Е. Зунареллі, Університетська лікарня Модени); справа: частина космологічного моделювання з розширенням на 300 мільйонів світлових років з кожного боку (Вазза і ін., 2019 A & A). Надано: Болонський університет

«Ми розрахували спектральну щільність обох систем, — пояснює Франко Вацца. — Наш аналіз показав, що розподіл коливань в нейронній мережі мозочка в масштабі від 1 мкрм до 0,1 мм слідує тій же прогресії розподілу матерії в космічній павутині. Звичайно, в більшому масштабі, від 5 млн до 500 млн світлових років ».

Два дослідники також розрахували деякі параметри, що характеризують як нейронну мережу, так і космічну павутину: середня кількість з’єднань в кожному вузлі й тенденцію кластеризації кількох з’єднань у відповідних центральних вузлах всередині мережі. І знову структурні параметри виявили несподівані рівні узгодження. Ймовірно, взаємозв’язок всередині двох мереж розвивається відповідно до аналогічних фізичних принципів, незважаючи на разючу і очевидну різницю між фізичними силами, регулюючими галактики й нейрони, роблять висновок вчені.

Натхнення: hightech.fm

Кнопка «Наверх»