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SpanishStrane somiglianze tra il cervello umano e l'universo
Fonte immagine: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full
Un astrofisico dell'Università di Bologna e un neurochirurgo dell'Università di Verona hanno confrontato la rete delle cellule nervose nel cervello umano con la rete cosmica delle galassie. Queste analisi mostrano che le strutture dell'universo osservabile sono sorprendentemente simili alle reti neurali del cervello umano. La ricerca suggerisce che le leggi che governano lo sviluppo del cervello e del cosmo potrebbero essere le stesse. Una delle affascinanti peculiarità del mondo che ci circonda è che diverse forme e modelli compaiono in contesti molto diversi. Ad esempio, la spirale aurea (la spirale di Fibonacci) si trova in un guscio di lumaca e ha la forma di una galassia a spirale, e lo schema delle vene riecheggia in un ramo di fulmine.
L'universo come un grande cervello
In un nuovo audace studio pubblicato in Frontiere in fisica (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full) è stato pubblicato, l'astrofisico e il neurochirurgo hanno utilizzato l'analisi quantitativa per confrontare i due sistemi più complessi in natura: la rete neurale nel cervello umano e la rete cosmica di galassie nell'universo. In effetti, questo non è un paragone così strano. Per molto tempo circolano su Internet immagini che mostrano una rete di neuroni da un lato e un ammasso di galassie dall'aspetto sorprendentemente simile.
Ma il cervello umano e l'universo sono molto più di uno sguardo. L'astrofisico Franco Vazza dell'Università di Bologna e il neurochirurgo Alberto Feletti dell'Università di Verona hanno trascorso gli ultimi anni a studiare le varie somiglianze tra l'universo e il cervello.
Hanno spiegato il loro lavoro nel 2017. "Le galassie possono raggrupparsi in strutture giganti che si estendono per centinaia di milioni di anni luce. Il confine tra queste strutture e gli spazi vuoti adiacenti può essere estremamente complesso. La gravità accelera la materia su di esse Limiti alle velocità di migliaia di chilometri al secondo e crea onde d'urto e turbolenze nei gas intergalattici. Abbiamo previsto che tali confini sono tra i luoghi più complessi dell'universo che possono essere caratterizzati dal numero di bit di informazione necessari per descriverli. Questo ci ha portato a chiedere la domanda: strutture simili sono più complesse del cervello umano? - hanno scritto gli scienziati nel trimestrale Nautilus.
Il grado di complessità e auto-organizzazione
In termini di dimensioni, il cervello e l'universo differiscono di 27 ordini di grandezza. Tuttavia, la ricerca suggerisce che i processi fisici che guidano la struttura dell'universo e la struttura del cervello umano, sebbene molto diversi, possono risultare in un livello simile di complessità e auto-organizzazione.
Il punto di partenza è stato trovare somiglianze tra le due strutture esaminate. Il cervello umano contiene circa 69 miliardi di neuroni e ci sono 100 miliardi di galassie nell'universo osservabile. Secondo gli autori della pubblicazione, questa è una delle somiglianze.
Un'altra somiglianza è il modo in cui è organizzato. I due sistemi sono organizzati in una rete ben definita, con i nodi che li collegano in modo unico. Il flusso di informazioni ed energia costituisce solo il 25% circa della massa e dell'energia di qualsiasi sistema.
Inoltre, ci sono somiglianze tra la composizione del cervello e la composizione del cervello Universo. L'acqua costituisce circa il 77% della massa del cervello, mentre l'universo è costituito dal 72% di materia oscura ed energia (secondo alcune stime anche il 95%). Sia l'acqua che la materia oscura sembrano giocare solo un ruolo indiretto nelle strutture interne del cervello e dello spazio, dicono i ricercatori.
Altre somiglianze tra il cervello e il cosmo
Dopo aver scoperto le somiglianze di cui sopra, i ricercatori hanno effettuato un confronto quantitativo delle due strutture utilizzando le immagini. A tale scopo sono state compilate illustrazioni del cervello umano e simulazioni dell'aspetto della rete spaziale.
I ricercatori hanno cercato differenze nella densità della distribuzione della materia e hanno scoperto che era sorprendentemente simile in entrambi i sistemi. - Abbiamo calcolato la densità spettrale di entrambi i sistemi. Questa è una tecnica spesso utilizzata in cosmologia per studiare la distribuzione spaziale delle galassie ", afferma Vazza.
- La nostra analisi ha mostrato che la distribuzione delle reti neurali su una scala da 1 micrometro a 0,1 millimetri è simile alla distribuzione della materia in una rete spaziale, ma ovviamente su scala più ampia, tra 5 milioni e 500 milioni di anni luce ", aggiunge il ricercatore.
Ma non è tutto. Il team ha anche esaminato altre caratteristiche morfologiche, come il numero di connessioni tra i nodi chiave in entrambe le reti. In media, la rete spaziale aveva da 3,8 a 4,1 connessioni per nodo, mentre il cervello aveva una media da 4,6 a 5,4 connessioni per nodo. Inoltre, entrambi i sistemi hanno mostrato una tendenza a concentrare le connessioni attorno ai nodi centrali. Tutto ciò fa sì che il cervello e l'universo abbiano capacità informative simili.
Ciò non significa che l'universo sia un enorme cervello o un'enorme struttura in grado di sentire. La ricerca suggerisce che le leggi che governano lo sviluppo del cervello e dell'universo potrebbero altrimenti essere le stesse.