Ученые обнаружили поразительное сходство между мозгом человека и Вселенной
Logo
Cover

Двое ученых из Италии, астрофизик и нейрохирург, сравнили две из наиболее комплексных систем, существующих в природе — карту нейронных клеток в мозге с космической сетью галактик — и обнаружили между ними поразительное сходство. Эти результаты позволят разработать новые эффективные методы анализа для обеих областей.

Франко Вазза из Университета Болони и Альберто Фалетти из Университета Вероны опубликовали в журнале Frontiers in Physics статью, в которой описали обнаруженное подобие карты галактик и нейронов человеческого мозга. Несмотря на разницу в масштабе (более 27 порядков) проведенный ими количественный анализ на пересечении космологии и нейробиологии, указывает, что различные физические процессы могут создавать структуры, характеризующиеся одинаковыми уровнями сложности и самоорганизации, пишет Phys.org.

Человеческий мозг функционирует благодаря разветвленной нейронной сети, которая содержит приблизительно 69 млрд нейронов. С другой стороны, наблюдаемая Вселенная состоит из минимум 100 млрд галактик. И в той, и в другой системе всего 30% массы принадлежит галактикам и нейронам. И там, и там галактики и нейроны располагаются вдоль длинных нитей или узлов между нитями. Наконец, 70% массы или энергии составляют компоненты, которые, по всей видимости, играют пассивную роль: вода в мозге и темная энергия во Вселенной.

Ученые сравнили модель системы галактик с отделами коры головного мозга и мозжечка. Их целью было наблюдение за флуктуациями материи в таких разных масштабах. Они рассчитали спектральную плотность обеих систем и пришли к выводу, что распределение флуктуаций внутри нейронной сети коры головного мозга в масштабе от 1 мкм до 0,1 мм следует той же прогрессии, что и распределение вещества в космической сети.

Вдобавок исследователи подсчитали другие параметры, общие у обеих систем: среднее количество связей в каждом узле и тенденцию к кластеризации нескольких связей в релевантных центральных узлах сети.

«Вероятно, связи внутри этих двух сетей развиваются, следуя схожим физическим принципам, несмотря на явное и очевидное отличие в физических силах, регулирующих галактики и нейроны, — сказал Фелетти. — Две эти комплексные сети демонстрируют больше подобия, чем космические нити и галактика или какая-нибудь нейронная сеть и внутреннее строение нейрона».

Специалисты MIT разработали новый метод сканирования мозга с непревзойденным разрешением и скоростью. «Карта» отслеживает положение отдельных нейронов, связи между ними и органеллы внутри них.