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Extrañas similitudes entre el cerebro humano y el universo



Fuente de imagen:  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full

Un astrofísico de la Universidad de Bolonia y un neurocirujano de la Universidad de Verona compararon la red de células nerviosas del cerebro humano con la red cósmica de galaxias. Estos análisis muestran que las estructuras del universo observable son sorprendentemente similares a las redes neuronales del cerebro humano. La investigación sugiere que las leyes que gobiernan el desarrollo del cerebro y el cosmos podrían ser las mismas. Una de las fascinantes peculiaridades del mundo que nos rodea es que aparecen diferentes formas y patrones en contextos muy diferentes. Por ejemplo, la espiral dorada (la espiral de Fibonacci) se encuentra en una concha de caracol y tiene la forma de una galaxia espiral, y el patrón de venas resuena en una rama de rayo.

El universo como un gran cerebro



En un nuevo y audaz estudio publicado en Fronteras en la física (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full), el astrofísico y el neurocirujano compararon los dos sistemas más complejos de la naturaleza mediante el análisis cuantitativo: la red neuronal del cerebro humano y la red cósmica de galaxias del universo. De hecho, esta no es una comparación tan extraña. En Internet circulan imágenes desde hace tiempo que muestran, por un lado, una red de neuronas y, por otro, un cúmulo de galaxias que se parecen asombrosamente.

Pero el cerebro humano y el universo son mucho más que una simple mirada. El astrofísico Franco Vazza de la Universidad de Bolonia y el neurocirujano Alberto Feletti de la Universidad de Verona han pasado los últimos años estudiando las diversas similitudes entre el universo y el cerebro.

Explicaron su trabajo en 2017. "Las galaxias pueden agruparse en estructuras gigantes que se extienden a lo largo de cientos de millones de años luz. El límite entre estas estructuras y los espacios vacíos adyacentes puede ser extremadamente complejo. La gravedad acelera la materia sobre ellas Límites a velocidades" miles de kilómetros por segundo y creando ondas de choque y turbulencias en los gases intergalácticos, predijimos que tales límites estarían entre los lugares más complejos del universo que pueden caracterizarse por la cantidad de bits de información necesarios para describirlos. Esto nos llevó para hacer la pregunta: ¿Son las estructuras similares más complejas que el cerebro humano? - escribieron los científicos en el Nautilus Quarterly.

El grado de complejidad y autoorganización.

En términos de tamaño, el cerebro y el universo difieren en 27 órdenes de magnitud. Sin embargo, la investigación sugiere que los procesos físicos que impulsan la estructura del universo y la estructura del cerebro humano, aunque son muy diferentes, pueden resultar en un nivel similar de complejidad y autoorganización.

El punto de partida fue encontrar similitudes entre las dos estructuras examinadas. El cerebro humano contiene alrededor de 69 mil millones de neuronas y hay 100 mil millones de galaxias en el universo observable. Según los autores de la publicación, esta es una de las cosas que tienen en común.
Otra similitud es la forma en que está organizado. Los dos sistemas están dispuestos en una red bien definida, con los nodos conectándolos de una manera distintiva. El flujo de información y energía constituye solo alrededor del 25% de la masa y la energía de cualquier sistema.

Además, existen similitudes entre la composición del cerebro y la composición del cerebro. Universo. El agua constituye alrededor del 77 por ciento de la masa del cerebro, mientras que el universo es 72 por ciento de materia oscura y energía (algunas estimaciones incluso del 95 por ciento). Tanto el agua como la materia oscura parecen jugar solo un papel indirecto en las estructuras internas del cerebro y el espacio, dicen los investigadores.

Otras similitudes entre el cerebro y el cosmos

Después de descubrir las similitudes mencionadas anteriormente, los investigadores hicieron una comparación cuantitativa de las dos estructuras utilizando imágenes. Para ello, se han recopilado ilustraciones del cerebro humano y simulaciones de la apariencia de la red espacial.

Los investigadores buscaron diferencias en la densidad de la distribución de la materia y encontraron que era sorprendentemente similar en ambos sistemas. - Calculamos la densidad espectral de ambos sistemas. Esta es una técnica que se utiliza a menudo en cosmología para estudiar la distribución espacial de las galaxias ”, dice Vazza.

- Nuestro análisis ha demostrado que la distribución de las redes neuronales en una escala de 1 micrómetro a 0,1 milímetro es similar a la distribución de la materia en una red espacial, pero por supuesto a mayor escala, entre 5 millones y 500 millones de años luz ", agrega el investigador.

Pero eso no es todo. El equipo también examinó otras características morfológicas, como el número de conexiones entre nodos clave en ambas redes. En promedio, la red espacial tenía 3,8 a 4,1 conexiones por nodo, mientras que el cerebro tenía un promedio de 4,6 a 5,4 conexiones por nodo. Además, ambos sistemas mostraron una tendencia a concentrar las conexiones alrededor de los nodos centrales. Todo esto hace que el cerebro y el universo tengan una capacidad de información similar.

Esto no significa que el universo sea un cerebro enorme o una estructura enorme capaz de sentir. La investigación sugiere que las leyes que gobiernan el desarrollo del cerebro y el universo podrían ser las mismas.