Sorprendente

縀l cerebro humano se parece al Universo? Cient韋icos descubren similitudes sorprendentes

Cient韋icos investigaron las similitudes entre dos de los爏istemas爉醩 desafiantes y燾omplejos燿e la naturaleza: la爎ed燾髎mica燿e爂alaxias.爕 la red de c閘ulas neuronales del燾erebro humano.
mi閞coles, 18 de noviembre de 2020 · 13:20

Un astrof韘ico de la Universidad de Bolonia y un neurocirujano de la Universidad de Verona compararon la red de c閘ulas neuronales del cerebro humano con la red c髎mica de galaxias y surgieron similitudes sorprendentes.

En su art韈ulo publicado en Frontiers in Physics, Franco Vazza (astrof韘ico de la Universidad de Bolonia) y Alberto Feletti (neurocirujano de la Universidad de Verona) investigaron las similitudes entre dos de los sistemas m醩 desafiantes y complejos de la naturaleza: la red c髎mica de galaxias. y la red de c閘ulas neuronales del cerebro humano.

A pesar de la diferencia sustancial de escala entre las dos redes (m醩 de 27 髍denes de magnitud), su an醠isis cuantitativo, que se encuentra en la encrucijada de la cosmolog韆 y la neurocirug韆, sugiere que los diversos procesos f韘icos pueden construir estructuras caracterizadas por niveles similares de complejidad, autoevaluaci髇 y organizaci髇.

El cerebro humano funciona gracias a su amplia red neuronal que se estima que contiene aproximadamente 69 mil millones de neuronas. Por otro lado, el universo observable est?compuesto por una red c髎mica de al menos 100 mil millones de galaxias. Dentro de ambos sistemas, solo el 30% de sus masas est醤 compuestas por galaxias y neuronas.

En ambos sistemas, las galaxias y las neuronas se organizan en largos filamentos o nodos entre los filamentos. Finalmente, dentro de ambos sistemas, el 70% de la distribuci髇 de masa o energ韆 est?compuesta por componentes que juegan un papel aparentemente pasivo: agua en el cerebro y energ韆 oscura en el Universo observable.

A partir de las caracter韘ticas compartidas de los dos sistemas, los investigadores compararon una simulaci髇 de la red de galaxias con secciones de la corteza cerebral y el cerebelo. El objetivo era observar c髆o las fluctuaciones de la materia se dispersan en escalas diversas.

"Calculamos la densidad espectral de ambos sistemas. Esta es una t閏nica que se emplea a menudo en cosmolog韆 para estudiar la distribuci髇 espacial de las galaxias", explica Franco Vazza

"Nuestro an醠isis mostr?que la distribuci髇 de la fluctuaci髇 dentro de la red neuronal del cerebelo en una escala de 1 micr髆etro a 0,1 mil韒etros sigue la misma progresi髇 de la distribuci髇 de la materia en la red c髎mica pero, por supuesto, a una escala mayor que va de 5 millones a 500 millones de a駉s luz".

Los dos investigadores tambi閚 calcularon algunos par醡etros que caracterizan tanto la red neuronal como la red c髎mica: el n鷐ero promedio de conexiones en cada nodo y la tendencia de agrupar varias conexiones en nodos centrales relevantes dentro de la red.

揢na vez m醩, los par醡etros estructurales han identificado niveles de concordancia inesperados. Probablemente, la conectividad dentro de las dos redes evoluciona siguiendo principios f韘icos similares, a pesar de la llamativa y obvia diferencia entre los poderes f韘icos que regulan las galaxias y las neuronas? agrega Alberto Feletti

"Estas dos redes complejas muestran m醩 similitudes que las compartidas entre la red c髎mica y una galaxia o una red neuronal y el interior de un cuerpo neuronal".

Los alentadores resultados de este estudio piloto est醤 impulsando a los investigadores a pensar que t閏nicas de an醠isis nuevas y efectivas en ambos campos, cosmolog韆 y neurocirug韆, que permitir醤 una mejor comprensi髇 estos dos sistemas.

 

DBO