Mediante análisis cuantitativos, investigadores italianos compararon la red neuronal en el cerebro humano y la red cósmica de galaxias en el universo, descubriendo sorprendentes similitudes estructurales.
Franco Vazza y Alberto Feletti, un astrofísico y un neurocirujano de las universidades italianas de Bolonia y Verona, afirman que, si bien es obvio que la escala es diferente al comparar el universo con el cerebro humano, en realidad existen sorprendentes similitudes entre los dos.
El universo está formado por galaxias, mientras que el cerebro está formado por células neuronales. En ambos casos, hay decenas de miles de millones de cada uno de ellos y están conectados entre sí por largos filamentos y nodos para formar una red o red vasta y compleja.
Los investigadores llegaron a esta conclusión luego de comparar las imágenes aumentadas de un corte histológico de una red de células neuronales del cerebro con la red de galaxias que conforman nuestro universo.
Los dos tipos de estructuras difieren en escala en 27 órdenes de magnitud (es decir, el universo es mil millones de billones de billones más grande que nuestro cerebro), pero el análisis de ambas reveló que los diferentes procesos físicos pueden conllevar el surgimiento de estructuras similares en complejidad y autoorganización.
«Calculamos la densidad espectral de ambos sistemas, esta es una técnica que se emplea a menudo en cosmología para estudiar la distribución espacial de las galaxias», dijo el astrofísico Franco Vazza de la Universidad de Bolonia.
Similitudes cerebro-universo
El punto de partida fue encontrar similitudes entre las dos. El cerebelo humano tiene alrededor de 69.000 millones de neuronas, mientras que la red cósmica observable contiene más de 100.000 millones de galaxias. Además, los dos sistemas están organizados en redes bien definidas, con nodos (neuronas en el cerebro, galaxias en el universo) conectados a través de filamentos.
Ambos son materiales aparentemente pasivos, constituyen un 70% de masa o energía dentro de cada sistema compuesta por elementos que juegan solo un papel indirecto en sus estructuras internas. Se trata del agua en el caso del cerebro y de la energía oscura en el universo observable.
Una vez definidas estas similitudes, los investigadores compararon la red de galaxias con imágenes aumentadas de las secciones de la corteza cerebral y el cerebelo humano.
Gracias a su estudio descubrieron la existencia de similitudes en las fluctuaciones de la densidad de la materia entre el cerebro y la red cósmica.
#paperday “The Quantitative Comparison Between the Neuronal Network and the Cosmic Web” on @FrontPhysics by me and A.Feletti. It’s the attempt of quantitatively comparing the cosmic web with lab.slices of the human brain (cerebellum and cortex) https://t.co/hr1SxFAEEN #magcow
— Franco Vazza (@franco_vazza) November 16, 2020
«Nuestro análisis mostró que la distribución de la fluctuación dentro de la red neuronal del cerebelo en una escala de 1 micrómetro a 0,1 milímetros sigue la misma progresión de la distribución de la materia en la red cósmica pero, por supuesto, a una escala mayor que va de 5 millones a 500 millones de años luz», señaló el astrofísico Franco Vazza.
Entonces, si el universo realmente tiene una estructura similar al cerebro humano, ¿podría eso decirnos algo sobre la naturaleza de la conciencia? ¿Podría el propio universo ser consciente de alguna manera?
«Probablemente, la conectividad dentro de las dos redes evoluciona siguiendo principios físicos similares, a pesar de la notable y obvia diferencia entre los poderes físicos que regulan las galaxias y las neuronas», dijo el coautor del estudio y neurocirujano Alberto Feletti.
Por ahora, los científicos esperan que su método encuentre aplicación tanto en cosmología como en neurocirugía y ayude a comprender mejor la dinámica de la evolución temporal tanto del cerebro como del universo.
El estudio ha sido publicado en Frontiers of Physics.
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