Если внимательно посмотреть на космическую паутину – структуру Вселенной, которая состоит из массивных нитей галактик, разделенных между собой гигантскими пустотами – и сеть нейронов в мозге человека, можно заметить некоторое сходство. Но насколько вообще корректно подобное сравнение? Как оказалось, описание человеческого мозга как трехфунтовой Вселенной, возможно, намного ближе к истине, чем может показаться. Человеческий мозг, при весе примерно в три фунта (около 1300 кг) содержит около 100 миллиардов нейронов, а количество связей в нем больше, чем количество галактик во Вселенной. Мозг – это командный центр всего, что мы думаем, чувствуем и делаем. И когда астрофизик Франко Вацца и нейробиолог Альберто Фелетти сравнили эти две структуры численно, сходство стало еще более поразительным. Пожалуй, не удивительно, что оно наводит на самые разные мысли, вплоть до предположения о том, что мы живем в симуляции.
Слева: увеличенный участок мозжечка головного мозга, полученный с помощью электронной микроскопии; справа: участок космологического моделирования с расширением 300 миллионов световых лет с каждой стороны.
Самый сложный орган тела человека
Человеческий мозг был описан как самый сложный объект во вселенной. Он отвечает за все, что вы делаете, думаете, чувствуете и говорите – за то, что делает вас тем, кто вы есть, и позволяет вам заниматься своей повседневной деятельностью. Средний мозг взрослого человека имеет размер средней цветной капусты.
Средний мозг взрослого человека содержит около 100 миллиардов мозговых клеток. Каждый из них связан примерно с 1000 другими. Это 100 триллионов соединений.
Мозг составляет около 2% от общей массы тела, но получает 20% нашего кровоснабжения и использует 20% нашего общего потребления калорий.
Если бы вам потребовалась одна секунда, чтобы сосчитать каждую клетку мозга в одном мозге, потребовалось бы более 3000 лет, чтобы сосчитать их все*.
Каждая отдельная часть мозга играет различную роль, позволяя человеку иметь мысли и воспоминания, двигать руками и ногами, чувствовать запах, зрение, слух, осязание и вкус, а также поддерживать функции многих органов в теле.
Ваш мозг состоит из сложной сети из почти 100 миллиардов нейронов, которые образуют 100 триллионов нейронных связей. Нейроны группируются в иерархическую сеть узлов, нитей и взаимосвязанных нейронных кластеров, которые формируют наши сложные мысли, чувства и эмоции. Но эти нейроны составляют менее 25 процентов массы мозга, оставляя оставшиеся 75 процентов в виде воды.
По странному совпадению, наблюдаемая вселенная также содержит около 100 миллиардов галактик. Шаткое равновесие между притяжением гравитации и ускоренным расширением Вселенной образует космическую паутину нитевидных нитей, состоящих из обычной и темной материи. Есть 50% шанс, что мы живем в симуляции
Что Такое Темная Материя?
Скопления галактик образуются на пересечениях нитей, оставляя между собой пустые промежутки пустого пространства. Полученное изображение поразительно похоже на сеть нейронов. Как ни странно, ученые подсчитали, что только около 25 процентов материи во вселенной является видимой. Остальные 75 процентов-это темная материя.
“Хотя соответствующие физические взаимодействия в вышеупомянутых двух системах совершенно различны, их наблюдение с помощью микроскопических и телескопических методов захватило мучительно похожую морфологию, до такой степени, что часто отмечалось, что космическая паутина и паутина нейронов выглядят одинаково”, — пишут Вацца и Фелетти в своей статье, опубликованной в журнале Frontiers in Physics.
Несмотря на эти непосредственные сходства, ученые хотели взглянуть на эти две системы более количественно. Поэтому они использовали метод, называемый анализом спектра мощности, метод, часто применяемый в астрофизике для изучения крупномасштабного распределения галактик. Они измеряли силу крошечных флуктуаций во всем диапазоне пространственных масштабов как моделирования галактик, так и участков мозжечка и коры головного мозга.
«Наш анализ показал, что распределение флуктуаций внутри нейронной сети мозжечка в масштабе от 1 микрометра до 0,1 миллиметра следует той же прогрессии распределения материи в космической паутине, но, конечно, в большем масштабе, который идет от 5 миллионов до 500 миллионов световых лет»,-сказал Вацца из Болонского университета в Италии в пресс-релизе.
Исследователи также сравнили спектры мощности других сложных систем, включая изображения ветвей деревьев, облаков и турбулентности воды, но ни один из них не приблизился к соответствию нейронного и вселенского дуэта. Однако спектры мощности не дают никаких намеков на сложность систем. Для этого ученые исследовали сети обеих систем, сравнивая среднее число соединений на узел и то, как эти узлы группируются вместе.
«в очередной раз структурные параметры выявили неожиданные уровни согласования. Вероятно, связь внутри этих двух сетей развивается по сходным физическим принципам, несмотря на поразительную и очевидную разницу между физическими силами, регулирующими галактики и нейроны», — сказал Фелетти из Веронского университета в Италии в пресс-релизе.
Весьма впечатляет, что космическая сеть нашей видимой Вселенной может иметь больше общего с сетью нейронов в вашем мозгу, чем отдельные галактики и звезды—или что сложная сеть нейронов в вашем черепе составляет лучшую пару с космической сетью, чем отдельные клетки мозга. Однако эти сходства возникают только тогда, когда исследователи сравнивают конкретный масштаб каждой системы.
Это особенно важно при сравнении чего-то бесконечного, такого как вселенная (насколько может судить наука), с вашим очень ограниченным мозгом. Учитывая, что все в нашей Вселенной работает по одним и тем же законам физики, нетрудно представить, что сходство возникнет, если вы посмотрите достаточно внимательно.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной, а также импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям предоставить свои адреса электронной почты. Вы можете найти более подробную информацию об этом и подобном контенте по адресу piano.io
Регина Тодоренко и Влад Топалов помолвлены!