Обнаружено удивительное сходство между структурой Вселенной и человеческим мозгом
Астрофизик и нейрохирург сравнили две самые сложные системы в природе — нейронную сеть в человеческом мозге и космическую сеть галактик во Вселенной — и получили поразительные результаты.
Одна интересная особенность Вселенной состоит в том, что определенные формы и узоры встречаются в совершенно разных контекстах: так, спираль Фибоначчи можно увидеть в ушной раковине человека и в форме спиральной галактики; фрактальная геометрия кровеносных сосудов встречается и в разветвлениях молний.
Астрофизик Франко Вацца из Университета Болоньи (Италия) и нейрохирург Альберто Фелетти из Университета Вероны (Италия) провели подробный анализ для сравнения двух структур — человеческой нейронной сети и сети галактик. Исследование опубликовано в Frontiers in Physics, коротко о нем рассказывает Science Alert.
Отправной точкой было выявление сходства между ними. В мозжечке человека около 69 миллиардов нейронов; наблюдаемая космическая паутина содержит более 100 миллиардов галактик. Обе системы организованы в четко определенные сети с узлами (нейронами в мозгу, галактиками во Вселенной), соединенными филаментами.
И нейроны, и галактики имеют типичный радиус, составляющий лишь часть длины филаментов. А поток информации и энергии между узлами составляет всего около 25% энергосодержания каждой системы.
Кроме того, есть сходство между составом мозга и составом Вселенной. Мозг на 77% состоит из воды. 72% Вселенной состоит из темной энергии.
Затем команда провела количественное сравнение этих двух структур. Они получили срезы мозжечка и коры головного мозга человека при разном увеличении и сравнили их с симуляциями космической паутины. Расчет спектральной плотности показал, что относительное распределение плотности материи в двух системах было поразительно похоже, хотя и в очень разных масштабах.
Кроме того, обе системы продемонстрировали тенденцию к объединению соединений в кластеры вокруг центральных узлов. И обе, похоже, обладают схожей информационной емкостью. Недавнее исследование предполагает, что память человеческого мозга составляет около 2,5 петабайт. Другое недавнее исследование, проведенное Франко Ваццой, предполагает, что объем памяти, необходимый для хранения структуры всей Вселенной, составляет около 4,3 петабайта.
«Вероятно, взаимосвязь внутри двух сетей развивается по схожим физическим принципам, несмотря на поразительную и очевидную разницу между физическими силами, регулирующими галактики и нейроны», — заключил Альберто Фелетти.