Struktura kosmosu i sieć neuronowa. Podobieństwo to nie przypadek

Podobieństwa strukturalne wszechświata i neuronów

W ciągu ostatnich dekad naukowcy zaczęli patrzeć na strukturę wszechświata jak na kosmiczną sieć. Wnioski te wyciągnięto dzięki licznym obserwacjom i symulacjom komputerowym. Kluczową rolę w zrozumieniu tej struktury odegrały badania nad wielkoskalową organizacją galaktyk, które tworzą struktury przypominające pajęczynę.

Jedną z pierwszych odkrytych wielkich struktur była tzw. Wielka Ściana. Jest to ogromna formacja kosmiczna, złożona z licznych galaktyk ułożonych w formie długiego włókna, odkryta w 1989 roku przez astronomów Margaret Geller i Johna Huchrę z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Odkrycie to przyczyniło się do powstania hipotezy, że galaktyki we wszechświecie nie są rozproszone losowo.

Obecnie wiemy, że wszechświat składa się z filamentów, czyli skupisk galaktyk otaczających rozległe pustki. Takie struktury są wynikiem oddziaływań grawitacyjnych i ewolucji kosmosu od czasów Wielkiego Wybuchu. Jedną z największych zagadek współczesnej nauki pozostaje pytanie, dlaczego struktury te układają się w dobrze zorganizowaną sieć. I dlaczego ludzka sieć neuronowa jest do niej tak bardzo podobna?

Polecamy: Naukowcy odkryli nowy typ komórek mózgowych. Poznajmy tajemnice umysłu

Sieć neuronowa w mózgu i kosmiczne włókna

Ludzki mózg wciąż stanowi wielką niewiadomą dla naukowców. Choć wiemy coraz więcej, nadal nie jesteśmy pewni działania większości jego mechanizmów. W latach 1880-1890 hiszpański lekarz Santiago Ramón y Cajal wykonał pierwsze rysunki przedstawiające ludzkie neurony, co dało początek nowoczesnym badaniom nad strukturą mózgu. W połowie XX wieku powstały pierwsze zdjęcia sieci neuronowych.

Mózg zawiera około 86 miliardów neuronów, z których każdy może być połączony z tysiącami innych za pomocą synaps. Łączna liczba synaps sięga setek bilionów, tworząc złożoną sieć neuronową o ogromnej zdolności do przetwarzania informacji. Najnowsze badania, takie jak te prowadzone przez zespół Jeffa Lichtmana z Harvard University, pokazują, jak skomplikowana jest nasza sieć neuronowa. Analiza próbki jednego milimetra sześciennego tkanki kory mózgowej umożliwiła stworzenie trójwymiarowej mapy neuronów i ich połączeń, obejmującej około 57 tysięcy komórek i 150 milionów synaps​.

Sieć neuronowa a wszechświat. Zaskakujące analogie

W XXI wieku naukowcy zaczęli dostrzegać podobieństwa w budowie wszechświata i sieci neuronowych. Badacze, tacy jak Franco Vazza i Alberto Feletti, zauważyli, że mimo ogromnych różnic w skali, oba systemy wykazują podobną strukturę sieciową. Zarówno wszechświat, jak i mózg, tworzą złożone sieci węzłów połączonych ze sobą. W skali kosmicznej są to włókna materii, wzdłuż których znajdują się galaktyki, otaczające pustki, podobnie jak neurony tworzą synapsy w mózgu.

Jedno z badań opublikowanych w Frontiers in Physics wykazało, że rozkład galaktyk i neuronów jest zadziwiająco podobny. Franco Vazza zauważa: 

„Nasza analiza wykazała, że rozkład fluktuacji w sieci neuronowej mózgu jest podobny do rozkładu materii w kosmicznej sieci”​

Mimo różnicy w skali oba systemy wykazują zbliżone proporcje liczby połączeń na każdy węzeł. To sugeruje, że ich struktury ewoluują według podobnych zasad.

Polecamy: HOLISTIC TALK: Czy medycyna może funkcjonować bez humanizmu? (lek. Paweł Pawlica)

Wspólne zasady fizyki

Podobieństwa te mogą wynikać z uniwersalnych zasad fizyki, takich jak grawitacja i optymalizacja przepływu energii. To one wpływają na organizację zarówno mózgu, jak i wszechświata. Brian Greene, fizyk teoretyczny, twierdzi, że „te same prawa fizyczne, które kształtują mikroświat cząstek, rządzą również organizacją galaktyk”​

W obu przypadkach struktury przybierają formy sieciowe, aby efektywnie przesyłać informacje i minimalizować zużycie energii.

Choć porównania te mogą skłaniać do filozoficznych spekulacji, naukowcy przestrzegają przed wyciąganiem zbyt daleko idących wniosków. Jak zauważa Vazza, „chociaż podobieństwa są fascynujące, musimy pamiętać, że ich przyczyny leżą w podstawowych zasadach fizyki, a nie w jakiejś kosmicznej mistyce”​.

Zanim zaczniemy zaprzątać sobie głowę wizjami rzeczywistości będącej częścią większej, bliżej nieokreślonej struktury (organizmu?), to zatrzymajmy się na chwilę. Dzisiejsza nauka proponuje wytłumaczenie, opierając się na znanych nam prawach fizyki. Wyciąganie zbyt daleko idących wniosków w tym temacie to już nie nauka, ale czysta fantastyka. Poczekajmy na kolejne odkrycia i hipotezy, zamiast rzucać wszystko w imię wiary w wyimaginowany byt, którego wszechświat jest tylko małą cząstką.

Polecamy: Odkryto najstarszą cząsteczkę chemiczną wszechświata