Uma peculiaridade fascinante do Universo é que formas e padrões podem ser encontrados em contextos extremamente diferentes: o lesma Dourada pode ser visto na cóclea humana e na forma de uma galáxia lesma; a geometria fractal das veias ecoou para o ramo de relâmpago.

Em um novo estudo piloto ousado, um astrofísico e um neurocirurgião o confrontaram com uma estudo quantitativa para confrontar dois dos sistemas mais complexos da natureza: a rede neural do cérebro humano e a rede cósmica de galáxias no Universo.

Não é realmente uma verificação tão peculiar. Você pode ter visto isso uma imagem que é ocasionalmente compartilhado, mostrando um neurônio humano e um aglomerado de galáxias simuladas, lado a lado; os dois são surpreendentemente semelhantes.

(Mark Miller / Virgo Consortium / Visual Complexity)

Mas há muito mais no cérebro humano e no Universo do que sua semblante.

Assim, o astrofísico Franco Vazza, da Universidade de Bolonha, na Itália, e o neurocirurgião Alberto Feletti, da Universidade de Verona, na Itália, têm pesquisado nos últimos anos para instituir se as semelhanças são mais do que profundas na pele.

Escrevendo para o Nautilus Quarterly em 2017, eles explicaram:

“As galáxias podem se agrupar em estruturas enormes (chamadas de aglomerados, superaglomerados e filamentos) que se estendem por centenas de milhões de anos-luz. A fronteira entre essas estruturas e os trechos vizinhos de espaço vazio chamados vazios cósmicos podem ser extremamente complexos. .

A sisudez acelera a material nesses limites a velocidades de milhares de quilômetros por segundo, criando ondas de choque e turbulência nos gases intergalácticos.

Previmos que o limite do filamento do vácuo é um dos volumes mais complexos do universo, medido pelo número de bits de informação necessários para descrevê-lo.

Isso nos fez pensar: é mais múltiplo que o cérebro? “

Os dois tipos de estruturas diferem em tamanho em 27 ordens de magnitude (ou seja, um bilhão de bilhões). Mas os resultados da equipe sugerem que, embora os processos físicos que conduzem a estrutura do Universo e a estrutura do cérebro humano sejam extremamente diferentes, eles podem levar a níveis semelhantes de complicação e auto-organização, disseram os pesquisadores. .

O ponto de partida foi instituir as semelhanças entre os dois. O cerebelo humano tem muro de 69 bilhões de neurônios; a rede cósmica observável contém mais de 100 bilhões de galáxias. Isso é um.

Ambos os sistemas são organizados em redes muito definidas, com nós (neurônios cerebrais, galáxias no Universo) conectados por filamentos.

Tanto os neurônios quanto as galáxias têm um relâmpago de graduação típico que é unicamente uma fração do comprimento dos filamentos. E o fluxo de informações e força entre os nós é unicamente muro de 25 por cento do texto de tamanho e força de cada sistema.

ou por outra, existem semelhanças entre a elaboração do cérebro e a elaboração do Universo. O cérebro tem muro de 77% de chuva. O Universo tem muro de 72 por cento força escura.

Ambos são materiais aparentemente passivos que permeiam seus respectivos sistemas e desempenham unicamente um papel indireto em suas estruturas internas.

Com essas semelhanças definitivas, a equipe fez a verificação quantitativa dos dois a partir de imagens. Eles obtiveram fatias do cerebelo e córtex humanos em diferentes ampliações e as compararam com simulações da rede cósmica.

O que eles procuravam eram semelhanças nas flutuações na densidade da material entre os cérebros e a rede cósmica. E eles descobriram que a distribuição relativa das flutuações nos dois sistemas era incrivelmente semelhante, embora em escalas muito diferentes.

teia cerebral cósmicaUma fatia do cerebelo com uma ampliação de 40x (esquerda) e uma grade cósmica simulada a 300 anos-luz do lado (direita). (Universidade de Bolonha)

“Calculamos a densidade espectral de ambos os sistemas. Esta é uma técnica frequentemente usada em cosmologia para estudar a distribuição espacial das galáxias”, disse ele. Disse Vazza.

“Nossa estudo mostrou que a distribuição da flutuação dentro da rede neural do cerebelo em uma graduação de 1 micrômetro a 0,1 milímetros segue a mesma progressão da distribuição da material na rede cósmica, no entanto, é evidente, em uma graduação maior, de 5 a 500 a 500 milhões de anos-luz. “

Mas isso não era tudo.

A equipe examinou outras características morfológicas, uma vez que o número de filamentos conectados a cada nó. A rede cósmica, com base em uma réplica de 3.800 a 4.700 nós, teve uma média de 3,8 a 4,1 conexões por nó. A crosta humana, para uma réplica entre 1.800 e 2.000 nós, teve uma média de 4,6 a 5,4 conexões por nó.

ou por outra, ambos os sistemas mostraram uma tendência de agrupar conexões em torno de nós centrais. E ambos parecem ter capacidade de informação semelhante.

Um estudo recente sugere que a memória do cérebro humano está em torno 2,5 petabytes. Outro estudo recente, de Vazza, sugere que a capacidade de memória necessária para armazenar a complicação do Universo é de muro de 4,3 petabytes.

“Amplamente” os pesquisadores escreveram em 2017, “esta semelhança na capacidade de memória significa que todo o corpo de informações que é armazenado em um cérebro humano (por exemplo, toda a experiência de vida de uma pessoa) também pode ser codificado na distribuição de galáxias em nosso universo “.

Isso não quer manifestar que o Universo seja um cérebro ou capaz de sentir. Mas sugere que as leis que governam o prolongamento das estruturas de ambos podem ser as mesmas.

Em concordância com um item de 2012 fundamentado em simulações, a rede causal que representa a estrutura em grande graduação do espaço-tempo em nosso universo em aceleração é um gráfico de leis de potência muito semelhantes ao cérebro humano.

Estudos uma vez que este, de Vazza e Feletti, podem furar caminho para um melhor entendimento dessas leis.

“Mais uma vez, os parâmetros estruturais identificaram níveis inesperados de concordância. Provavelmente a conectividade dentro das duas redes evolui seguindo princípios físicos semelhantes, apesar da diferença notável e óbvia entre os poderes físicos que regulam galáxias e neurônios.” Feletti disse.

“Essas duas redes complexas mostram mais semelhanças do que aquelas compartilhadas entre a rede cósmica e uma galáxia ou rede neural e o interno de um corpo neural.”

A pesquisa foi publicada em Fronteiras na física.

Este item foi reescrito, traduzido de uma publicação em inglês. Clique cá para acessar a material original (em inglês)!