Digital Tlami Tank (TDT)

Strangaj similecoj inter la homa cerbo kaj la universo



Bildfonto:  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full

Astrofizikisto de la Universitato de Bolonjo kaj neŭrokirurgo de la Universitato de Verono komparis la reton de nervaj ĉeloj en la homa cerbo kun la kosma reto de galaksioj. Ĉi tiuj analizoj montras, ke la strukturoj de la observebla universo surprize similas al la neŭraj retoj en la homa cerbo. Esploroj sugestas, ke la leĝoj regantaj la disvolviĝon de la cerbo kaj kosmo povus esti samaj. Unu el la fascinaj proprecoj de la ĉirkaŭa mondo estas, ke malsamaj formoj kaj ŝablonoj aperas en tre malsamaj kuntekstoj. Ekzemple, la ora spiralo (la spiralo de Fibonacci) troviĝas en helika ŝelo kaj en la formo de spirala galaksio, kaj la vejno-ŝablono eoesas en fulmo.

La universo kiel granda cerbo



En aŭdaca nova studo publikigita en Limoj en Fiziko (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full), la astrofizikisto kaj neŭrokirurgo komparis la du plej kompleksajn sistemojn en naturo per kvanta analizo: la neŭrala reto en la homa cerbo kaj la kosma reto de galaksioj en la universo. Fakte ĉi tio ne estas tiel stranga komparo. Bildoj cirkulas sur la interreto delonge, kiuj montras reton de neŭronoj unuflanke kaj areton da galaksioj, kiuj aspektas mirinde similaj, aliflanke.

Sed la homa cerbo kaj la universo estas multe pli ol nur rigardo. Astrofizikisto Franco Vazza de la Universitato de Bolonjo kaj la neŭrokirurgo Alberto Feletti de la Universitato de Verono pasigis la lastajn jarojn studante la diversajn similecojn inter la universo kaj la cerbo.

Ili klarigis sian laboron en 2017. "Galaksioj povas grupiĝi en gigantajn strukturojn, kiuj etendiĝas tra centoj da milionoj da lumjaroj. La limo inter ĉi tiuj strukturoj kaj la apudaj malplenaj spacoj povas esti ekstreme kompleksa. Gravito akcelas la aferon sur ili Limoj kun rapideco. de miloj da kilometroj sekunde, kreante ŝokajn ondojn kaj turbuladon en intergalaktaj gasoj, ni antaŭdiris, ke tiaj limoj estos inter la plej kompleksaj lokoj en la universo, kiuj povas esti karakterizitaj per la nombro da informoj necesaj por priskribi ilin. Ĉi tio kondukis nin fari la demandon: Ĉu similaj strukturoj estas pli kompleksaj ol la homa cerbo? - skribis la sciencistoj en Naŭtilo kvaronjare.

La grado de komplekseco kaj memorganizado

Laŭ grandeco, la cerbo kaj la universo malsamas laŭ 27 grandordoj. Tamen la esplorado sugestas, ke la fizikaj procezoj, kiuj stiras la strukturon de la universo kaj la strukturon de la homa cerbo, kvankam tre malsamaj, povas rezultigi similan nivelon de komplekseco kaj memorganizado.

La deirpunkto estis trovi similecojn inter la du ekzamenitaj strukturoj. La homa cerbo enhavas ĉirkaŭ 69 miliardojn da neŭronoj, kaj estas 100 miliardoj da galaksioj en la observebla universo. Laŭ la aŭtoroj de la eldonaĵo, ĉi tio estas unu el la aferoj, kiujn ili havas komune.
Alia simileco estas la maniero kiel ĝi estas organizita. La du sistemoj estas aranĝitaj en klare difinita reto, kun la nodoj konektantaj ilin laŭ distinga maniero. La fluo de informo kaj energio konsistigas nur ĉirkaŭ 25% de la maso kaj energio de iu ajn sistemo.

Krome, ekzistas similecoj inter la konsisto de la cerbo kaj la konsisto de la cerbo Universo. Akvo konsistas el ĉirkaŭ 77 procentoj de la cerba maso, dum la universo estas 72 procentoj da malluma materio kaj energio (laŭ iuj taksoj eĉ 95 procentoj). Kaj akvo kaj malhela materio ŝajnas nur ludi nerektan rolon en la internaj strukturoj de la cerbo kaj spaco, diras esploristoj.

Aliaj similecoj inter la cerbo kaj la kosmo

Post malkovri la suprajn similecojn, la esploristoj faris kvantan komparon de la du strukturoj per bildoj. Tiucele estis kompilitaj ilustraĵoj de la homa cerbo kaj simuladoj de la aspekto de la spaca reto.

La esploristoj serĉis diferencojn en la denseco de la distribuado de materio kaj trovis, ke ĝi estas surprize simila en ambaŭ sistemoj. - Ni kalkulis la spektran densecon de ambaŭ sistemoj. Ĉi tio estas tekniko ofte uzata en kosmologio por studi la spacan distribuon de galaksioj ", diras Vazza.

- Nia analizo montris, ke la distribuado de neŭralaj retoj sur skalo de 1 mikrometro ĝis 0,1 milimetroj similas al la distribuado de materio en spaca reto, sed kompreneble sur pli granda skalo, inter 5 milionoj kaj 500 milionoj da lumjaroj ", aldonas la esploristo.

Sed tio ne estas ĉio. La teamo ankaŭ ekzamenis aliajn morfologiajn karakterizaĵojn, kiel ekzemple la nombro de ligoj inter ŝlosilaj nodoj en ambaŭ retoj. Averaĝe, la spaca reto havis 3,8 ĝis 4,1 konektojn por nodo, dum la cerbo havis mezume 4,6 ĝis 5,4 ligojn por nodo. Krome ambaŭ sistemoj montris emon koncentri ligojn ĉirkaŭ centraj nodoj. Ĉio ĉi igas la cerbon kaj la universon havi similan informkapablon.

Ĉi tio ne signifas, ke la universo estas grandega cerbo aŭ grandega strukturo kapabla senti. Esploroj sugestas, ke la leĝoj regantaj la disvolviĝon de la cerbo kaj la universo povus alie esti samaj.