Исследователи изучили две системы — сеть нейронов головного мозга и нашу Вселенную — под разными углами, рассмотрев их структуру, морфологию, объем памяти и другие свойства. Количественный анализ показал, что очень непохожие физические процессы могут создавать структуры одинакового уровня сложности и организации, даже если они различаются по размеру на 27 порядков.
Необычное исследование провели итальянские специалисты в двух очень разных областях — астрофизик Франко Вацца из Университета Болоньи и нейрохирург Альберто Фелетти из Университета Вероны. «Поразительное сходство, которое выявляет наш анализ, по-видимому, предполагает, что самоорганизация обеих сложных систем строится на схожих принципах сетевой динамики, несмотря на радикально разные масштабы и действующие процессы», — пишут ученые в статье, опубликованной в Frontiers in Physics.
Один из самых ярких выводов исследования заключается в том, что нейронную сеть мозга можно рассматривать как отдельную вселенную. Эта сеть содержит около 69 млрд нейронов, а наблюдаемая Вселенная включает как минимум 100 млрд галактик.
Еще одно сходство — это природа сетей нейронов и галактик, в которых есть узлы, соединенные нитями. Изучая среднее количество подключений в каждом узле и кластеризацию подключений, исследователи пришли к выводу, что обе сети выросли в результате работы схожих физических принципов.
Также интересно сравнить состав обеих конструкций. Около 77% мозга состоит из воды, а около 70% Вселенной заполнено темной энергией. Оба материала — пассивные, они играют косвенную роль в своих структурах. С другой стороны, около 30% масс каждой системы составляют галактики или нейроны.
Ученые также обнаружили странное сходство между колебаниями плотности материи в мозге и космической паутине.
«Мы рассчитали спектральную плотность обеих систем. Этот метод часто используется в космологии для изучения пространственного распределения галактик, — говорит Вацца. — Наш анализ показал, что распределение колебаний в нейронной сети мозжечка в масштабе от 1 микрометра до 0,1 миллиметра следует той же прогрессии распределения материи в космической паутине, но, конечно, в более крупном масштабе, от 5 до 500 млн световых лет».