Kísértetiesen emlékeztet egymásra az agy és az univerzum

Az univerzumnak csak a kisebb részét alkotja a látható anyag

Meglepő tanulmányt írt a Bolognai Egyetem asztrofizikusa, Franco Vazza, és a Veronai Egyetem idegsebésze, Alberto Feletti; a kutatók szerint a természet két legbonyolultabb struktúrája, az emberi agy idegsejtjeinek hálózata, és az univerzum galaxisainak kozmikus hálózata feltűnően hasonlít egymásra – tudósít az EurekAlert tudományos hírportál.

Ugyan a két hálózat között jelentős méretbeli különbségek vannak, a kvantitatív elemzések azt sugallják, hogy különböző fizikai folyamatok képesek olyan szerkezeteket létrehozni, amiket hasonló szintű összetettség és önszerveződés jellemez.

Egy idegsejt képe Forrás: University of Lund

Hasonlóságok

Az emberi agy nagyjából 69 milliárd idegsejtből áll, többek között ennek a rendkívüli komplexitásának köszönhető, hogy kiemelkedhettünk az állatvilágból. A világegyetem sem egyszerűbb struktúra: a megfigyelhető univerzum kozmikus hálója legalább 100 milliárd galaxisból áll össze. Itt viszont korántsem érnek véget a hasonlóságok.

• Mindkét rendszerre érvényes, hogy teljes tömegének csupán 30 százalékát adják galaxisok és neuronok.
• A két rendszerben az idegsejtek és a galaxisok hosszú, jól definiálható hálózatokba rendeződnek, csomópontokkal.
• Végül, de nem utolsó sorban mindkét rendszerben passzív komponens alkotja a fennmaradó tömeg 70 százalékát: az agy esetében ez az összetevő a víz, az univerzumnál pedig a sötét energia.

Forrás: NASA

Ugyanaz a fizikai törvényszerűség hozhatta létre a két rendszert

E megfigyelések alapján a kutatók egy kísérletet futtattak le: két agyterületen (az agykérgen és a kisagyon) a galaxisok hálóinak működését szimulálták; azt nézték, milyen az anyagfluktuáció ebben a nagyságrendileg két igencsak eltérő rendszerben.

Kiszámítottuk mindkét rendszernek a spektrális sűrűségét. Ez egy olyan technika, amit a csillagászatban használnak, abból a célból, hogy megismerjék a galaxisok térbeli eloszlását"

– magyarázta Franco Vazza.

Az asztrofizikus számításai alapján a kisagy neuronhálózatának 0,1 milliméternyi részén az anyagingadozások közel azonos módon oszlanak el, mint a világegyetem kozmikus hálójának 500 millió fényév nagyságú tartományában.

A szakértők több más paramétert is találtak, ami mindkét hálózatban megegyezik, ilyen például a csomópontok átlagos kapcsolódási száma és az, hogy a releváns, központi csomópontok több kapcsolattal rendelkeznek.

Balra a kisagy, jobbra a világegyetem szimulációja Forrás: University of Bologna

A tudósok elgondolása szerint bár a neuronokat és galaxisokat drasztikusan eltérő fizikai folyamatok szabályozzák, a két rendszerben megfigyelhető kapcsolódásokat hasonló fizikai törvényszerűségek hozhatják létre.

Forrás: Science Photo Library/MEHAU KULYK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Mehau Kulyk/Science Photo Librar

A mostani eredmények a kozmológia és az idegtudományok fejlődését is előre lendíthetik, emellett újabb lehetőségek nyílnak meg, hogy tanulmányozhassuk a komplexebb rendszerek evolúcióját.