На огромни разстояния галактиките са организирани в структура от нишки, възли и кухини, общо известни като космическа мрежа. Вътре в мозъка ни невроните също са организирани в мрежа от нишки и възли. Тази прилика отдавна предизвиква любопитството на учени, художници и широката публика. Сега, ново изследване, публикувано във Frontiers in Physics, показва, че двете системи са много по-сходни, отколкото сме предполагали.
Двама италиански изследователи, астрофизик и неврохирург, се заеха да проверят дали визуалните прилики имат по-дълбока връзка. Невроните и галактиките са значително различни системи, които се самоорганизират в големи структури, за които изследванията на екипа предполагат, че са оформени от подобни основни принципи. Изследването не твърди, че имаме вселена в черепа ни или че космосът е гигантски мозък. Вместо това той се фокусира върху свойствата на мрежовата динамика.
Повечето връзки между мозъка и космоса са просто съвпадения. Средният мозък има 69 милиарда неврони. Дълго време оценката за броя на галактиките във Вселената е била 100 милиарда, но сега се смята, че е 20 пъти по-голяма. Около 77 процента от масата на мозъка е вода. Около 70 процента от съдържанието на енергийна материя във Вселената е тъмната енергия.
Но тъй като изглеждат сходни, изграждат ли се мрежите по същия начин? Изследователите мислят така. В астрономията учените са свикнали да изчисляват спектъра на мощността на космическата мрежа – математическа техника, която дава разбиране за това как се разпределят галактиките в космоса. Прилагането на същата техника върху мозъка далеч не е толкова лесно. Екипът трябваше да опрости до известна степен проблема. Те не проследиха подробните връзки между невроните, а проследиха близостта им.
Вземайки предвид ограниченията, изследователите установяват, че невронната мрежа на малкия мозък в мащаб между 1 и 100 микрона е организирана по подобен начин на космическата мрежа в мащаб между 5 милиона и 500 милиона светлинни години.
Констатацията със сигурност е интригуваща. Въпреки драматично различните мащаби и различните физически сили, оформящи мрежите, те се организират по подобен начин. Следващият въпрос е как се случва това? Все още нямаме отговор за това.
Както Вселената, така и нашият мозък остават загадъчни. Стандартният модел на космологията има много несигурности, като например какво са тъмната материя и тъмната енергия. Що се отнася до мозъка, ние едва сега увеличаваме разбирането си за това как се формират връзките (и техните последици) и как невронната мрежа се развива като цяло.
„Относно мозъка имаме много добри познания за физическите / химичните механизми, които са в основата на формирането на мрежи. Ние знаем как работи връзката между два неврона и знаем как тези връзки си взаимодействат, когато има повече от два неврона „, каза неврологът д-р Стивън Ди Коста, който не е участвал в изследването.
„Мисля, че най-трудното е да разберем какво точно означава това. Как тази настройка допринася за сложността на човешкото поведение?“
Необходими са нови данни както за мозъка, така и за Вселената, за да се разбере напълно как мрежи като тези се формират на първо място.