A természetben sok hasonló alakzatot lehet felfedezni, néha egészen különböző nagyságrendekben is. Az arany spirál formája ugyanúgy meghatározza az emberi fülben található csigát, ahogy a spirálgalaxisokat, míg a fraktálgeometria alakzatai a vérerektől a tüdőhörgőkön át a Szaturnusz gyűrűrendszeréig számos különböző emberi és galaktikus jelenségben megtalálhatók.

Franco Vazza, a Bolognai Egyetem asztrofizikusa és Alberto Feletti, a Veronai Egyetem idegsebésze most egy még nagyobb összefüggésre igyekezett rámutatni: hipotézisük szerint az emberi agy neuronjainak hálózata és a világegyetem galaxisainak kozmikus hálózata szintén a megtévesztésig hasonlít egymásra.

Máshogy hasonlít

A galaxisok képesek óriási struktúrákba (halmazokba, szuperhalmazokba, szálakba) rendeződni, amelyek több százmillió fényéven át húzódnak. Az ilyen galaktikus struktúrák és az őket körülvevő üres tér közötti határvonalak mentén a gravitáció hatására másodpercenként több ezer kilométeres gyorsasággal haladnak az anyagok, ami lökéshullámokat és örvényeket eredményez az intergalaktikus gázokban.

Vazza és Feletti számításai szerint ezek a határvonalak az univerzum legkomplexebb területei, mivel ezek leírása igényli a legnagyobb információmennyiséget. Bár az ilyen struktúrák és az emberi agy mérete felfoghatatlan nagyságrendekben különbözik egymástól, és minden bizonnyal a kettő fizikai-kémiai működése sem összehasonlítható, a spirálok és a fraktálok példája alapján nem elképzelhetetlen, hogy a komplexitás és az önszerveződés mértékében mégis tükrözi egymást az agy és az univerzum.

Elsőként a szembetűnő hasonlóságokat keresték meg.

• A kisagy körülbelül 69 milliárd neuronnal rendelkezik, míg a megfigyelhető kozmikus háló nagyjából 100 milliárd galaxissal.
• Mindkét rendszer jól meghatározható hálózatokba rendeződik, egyértelmű csomópontokkal (neuronok és galaxisok), amelyeket szálak kötnek össze.
• A csomópontok közötti információ- és energiaáramlás az adott rendszer tömeg- és energiatartalmának csak körülbelül 25 százalékát érinti.
• Az agy és az univerzum összetétele is mutat hasonlóságot: az agy 77 százalékban vízből, a világegyetem 72 százalékban sötét energiából áll – mindkettő passzív anyag, amely áthatja az egész rendszert, de csak közvetett szerepet játszik a folyamataiban.

Univerzális törvények

Ezután jöhetett a kvantitatív elemzés: a kisagy és az agykéreg különböző nagyítású képeit összehasonlították a kozmikus háló szimulációival, elsősorban a két rendszer anyagsűrűségének hasonló ingadozásait keresve. A két rendszer spektrális sűrűségének kiszámolása után azt figyelték meg, hogy a kisagy neuronhálózatának 1 mikrométer x 0,1 milliméteres skáláján nagyon hasonlóan oszlanak el az ingadozások, mint a kozmikus háló 5 millió és 500 millió fényév közötti szeletén.

Azt is kiszámították, hogy a két rendszer egyes csomópontjaihoz átlagosan hány szál kötődik: a kutatók szerint a kozmikus háló esetében 3,8–4,1 szál kapcsolódik egy galaxishoz, míg egy neuront átlagosan 4,6–5,4 szál köt az agykéregben.

Korábbi kutatások alapján az is kijelenthető, hogy az információtárolás tekintetében is hasonló a két rendszer: az emberi agy memóriája 2,5 petabájt körüli, míg az univerzum komplexitásának tárolásához 4,3 petabájtos kapacitásra lenne szükség. Ez arra utal, hogy az agy és a világegyetem struktúráinak növekedését hasonló törvények alakítják.

„Lehet, hogy a két hálózat összekapcsolódásai ugyanolyan fizikai elvek szerint fejlődnek, dacára a neuronokat és a galaxisokat szabályozó fizikai erők egyértelmű és jelentős különbségeinek” – mondta Feletti egy közleményben.

A két kutató azt is kiemelte, hogy az agy és az univerzum komplex hálózatai jobban hasonlítanak egymásra, mint a kozmikus háló egy galaxisra, vagy a neuronok hálózata egy neuron belső összetételére.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: