So sánh cấu trúc của mạng lưới thần kinh trong não người với mạng lưới các thiên hà trong Vũ trụ, các nhà khoa học Ý ngạc nhiên nhận ra nhiều điểm tương đồng giữa chúng.
Theo kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Frontiers of Physics, bộ não con người và Vũ trụ là hai hệ thống tự nhiên phức tạp nhất. Nhà vật lý thiên văn Franco Vazza từ Đại học Bologna và Alberto Feletti, chuyên gia giải phẫu thần kinh từ Đại học Verona, cho rằng mặc dù có sự khác biệt lớn về quy mô - hơn 27 bậc độ lớn - các quá trình vật lý dẫn đến cấu trúc của vật chất trong các hệ thống này hoạt động theo các luật tương tự. Kết quả là, các cấu trúc được hình thành với cùng mức độ phức tạp và tự tổ chức.
Các cấu trúc được hình thành với cùng mức độ phức tạp và tự tổ chức.
Bộ não con người hoạt động nhờ vào một mạng lưới thần kinh rộng lớn với khoảng 69 tỷ tế bào thần kinh. Đến lượt mình, vũ trụ có thể quan sát được bao gồm ít nhất 100 tỷ thiên hà. Tế bào thần kinh và thiên hà, được sắp xếp dưới dạng sợi dài và nút, chỉ chiếm khoảng 30% khối lượng của các hệ thống, còn 70% là các thành phần thụ động - nước trong não và năng lượng tối trong vũ trụ quan sát được.
“Chúng tôi đã tính toán mật độ quang phổ của hai hệ thống. Phân tích của chúng tôi cho thấy rằng sự phân bố dao động trong mạng lưới thần kinh của tiểu não trên một quy mô từ một micromet đến 0,1 milimet theo cùng một tiến trình như sự phân bố của vật chất trong mạng vũ trụ, nhưng tất nhiên là ở quy mô lớn hơn, từ 5 đến 500 triệu năm ánh sáng”, các nhà khoa học cho hay.
Các nhà khoa học cũng đánh giá các thông số đặc trưng cho cả mạng nơ-ron và mạng vũ trụ - số lượng kết nối trung bình tại mỗi nút và xu hướng nhiều kết nối tụ lại tại các nút trung tâm trong mạng - một lần nữa họ nhận thấy mức độ tương đồng cao bất ngờ.
Alberto Feletti giải thích: “Có khả năng các kết nối trong các mạng lưới này phát triển theo các nguyên tắc vật lý tương tự, bất chấp sự khác biệt rõ ràng và nổi bật giữa các lực vật lý điều chỉnh sự phân bố của các thiên hà và tế bào thần kinh”.
Các tác giả cũng thông tin, mức độ giống nhau đáng ngạc nhiên mà phân tích của chúng tôi chứng minh cho thấy rằng khả năng tự tổ chức của cả hai hệ thống phức tạp chắc có lẽ được hình thành theo các nguyên tắc giống nhau của động lực mạng.
Các nhà khoa học hy vọng rằng phương pháp đề xuất của họ sẽ được ứng dụng trong cả vũ trụ học và phẫu thuật thần kinh, đồng thời sẽ giúp hiểu rõ hơn về các động lực định hướng cơ bản cho sự tiến hóa theo thời gian của cả não và vũ trụ.