تشابه غريب بين الدماغ البشري والكون

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

قارن عالم فيزياء فلكية من جامعة بولونيا وجراح أعصاب من جامعة فيرونا شبكة الخلايا العصبية في دماغ الإنسان بشبكة المجرات الكونية. تظهر هذه التحليلات أن هياكل الكون المرئي تشبه بشكل مدهش الشبكات العصبية في دماغ الإنسان. تشير الأبحاث إلى أن القوانين التي تحكم تطور الدماغ والكون يمكن أن تكون هي نفسها. واحدة من الخصائص الرائعة للعالم من حولنا هي أن الأشكال والأنماط المختلفة تظهر في سياقات مختلفة للغاية. على سبيل المثال ، تم العثور على اللولب الذهبي (حلزون فيبوناتشي) في قوقعة الحلزون وعلى شكل مجرة حلزونية ، وينعكس نمط الوريد في فرع من البرق.

الكون مثل دماغ كبير

في دراسة جريئة جديدة نُشرت في الحدود في الفيزياء (https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full) ، قارن عالم الفيزياء الفلكية وجراح الأعصاب النظامين الأكثر تعقيدًا في الطبيعة باستخدام التحليل الكمي: الشبكة العصبية في الدماغ البشري والشبكة الكونية للمجرات في الكون. في الواقع ، هذه ليست مقارنة غريبة. تم تداول الصور على الإنترنت لفترة طويلة تظهر شبكة من الخلايا العصبية من جهة ومجموعة من المجرات التي تبدو متشابهة بشكل مذهل من جهة أخرى.

لكن الدماغ البشري والكون هما أكثر بكثير من مجرد نظرة. قضى عالم الفيزياء الفلكية فرانكو فازا من جامعة بولونيا وجراح الأعصاب ألبرتو فيليتي من جامعة فيرونا السنوات القليلة الماضية في دراسة أوجه التشابه المختلفة بين الكون والدماغ.

أوضحوا عملهم في عام 2017. "يمكن أن تتجمع المجرات في هياكل عملاقة تمتد على مدى مئات الملايين من السنين الضوئية. يمكن أن تكون الحدود بين هذه الهياكل والمساحات الفارغة المجاورة معقدة للغاية. تعمل الجاذبية على تسريع المادة الموجودة عليها. الحدود بسرعة آلاف الكيلومترات في الثانية وخلق موجات صادمة واضطراب في الغازات بين المجرات ، توقعنا أن تكون هذه الحدود من بين أكثر الأماكن تعقيدًا في الكون والتي يمكن تمييزها بعدد أجزاء المعلومات اللازمة لوصفها. وهذا ما قادنا لطرح السؤال: هل الهياكل المتشابهة أكثر تعقيدًا من الدماغ البشري؟ - كتب العلماء في نوتيلوس الفصلية.

درجة التعقيد والتنظيم الذاتي

من حيث الحجم ، يختلف الدماغ والكون بمقدار 27 مرتبة من حيث الحجم. ومع ذلك ، يشير البحث إلى أن العمليات الفيزيائية التي تقود بنية الكون وهيكل الدماغ البشري ، على الرغم من اختلافها الشديد ، يمكن أن تؤدي إلى مستوى مماثل من التعقيد والتنظيم الذاتي.

كانت نقطة البداية هي العثور على أوجه التشابه بين الهيكلين اللذين تم فحصهما. يحتوي دماغ الإنسان على حوالي 69 مليار خلية عصبية ، وهناك 100 مليار مجرة في الكون المرئي. وفقًا لمؤلفي المنشور ، هذا أحد الأشياء المشتركة بينهم.
تشابه آخر هو طريقة تنظيمها. يتم ترتيب النظامين في شبكة محددة جيدًا ، مع ربط العقد بينهما بطريقة مميزة. يشكل تدفق المعلومات والطاقة حوالي 25٪ فقط من كتلة وطاقة أي نظام.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك أوجه تشابه بين تكوين الدماغ وتكوينه كون. يشكل الماء حوالي 77 بالمائة من كتلة الدماغ ، بينما يتكون الكون من 72 بالمائة من المادة المظلمة والطاقة (وفقًا لبعض التقديرات حتى 95 بالمائة). يقول باحثون إن الماء والمادة المظلمة كلاهما يلعبان دورًا غير مباشر فقط في الهياكل الداخلية للدماغ والفضاء.

أوجه التشابه الأخرى بين الدماغ والكون

بعد اكتشاف أوجه التشابه المذكورة أعلاه ، أجرى الباحثون مقارنة كمية بين الهيكلين باستخدام الصور. لهذا الغرض ، تم تجميع الرسوم التوضيحية للدماغ البشري ومحاكاة مظهر الشبكة المكانية.

بحث الباحثون عن الاختلافات في كثافة توزيع المادة ووجدوا أنها متشابهة بشكل مدهش في كلا النظامين. - قمنا بحساب الكثافة الطيفية لكلا النظامين. هذه تقنية تُستخدم غالبًا في علم الكونيات لدراسة التوزيع المكاني للمجرات "، كما يقول فازا.

- أظهر تحليلنا أن توزيع الشبكات العصبية على مقياس من 1 ميكرومتر إلى 0,1 ملليمتر يشبه توزيع المادة في شبكة مكانية ، ولكن بالطبع على نطاق أوسع ، بين 5 ملايين و 500 مليون سنة ضوئية "يضيف الباحث.

لكن هذا ليس كل شيء. قام الفريق أيضًا بفحص الخصائص المورفولوجية الأخرى ، مثل عدد الاتصالات بين العقد الرئيسية في كلتا الشبكتين. في المتوسط ، كان للشبكة المكانية 3,8 إلى 4,1 اتصال لكل عقدة ، بينما كان لدى الدماغ ما متوسطه 4,6 إلى 5,4 اتصال لكل عقدة. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر كلا النظامين ميلًا لتركيز الاتصالات حول العقد المركزية. كل هذا يجعل الدماغ والكون لديهم قدرة مماثلة على المعلومات.

هذا لا يعني أن الكون عبارة عن دماغ ضخم أو بنية ضخمة قادرة على الشعور. تشير الأبحاث إلى أن القوانين التي تحكم تطور الدماغ والكون يمكن أن تكون هي نفسها.

أخبار خزان العلوم

تشابه غريب بين الدماغ البشري والكون