当宇宙学遇上大脑神经科学,科学家发现两者惊人相似之处

来自意大利的天体物理学家与神经外科医师发现,人脑神经元网络与宇宙星系网出现令人惊讶的相似之处,明明是完全不同的物理过程,却可以形成非常相似的复杂组织结构。

人脑之所以能发挥作用,是因为有将近700亿个神经元组成1千万亿个神经连接,神经元聚集成节点、神经纤维等构成神经网络,塑造了我们的理性思维、感觉与情感,然而这些神经元仅占大脑质量比例不到25%,其余75%都是水。

巧妙的是在可观测宇宙中,估计至少有1,000亿个星系,所有星系都通过有形气体尘埃或无形暗物质组成的细丝连接、分布在宇宙网这个巨大纤维结构的“节点”中,而细丝之外称为“空洞”,几乎没有物体存在,并且宇宙中只有约25%普通物质可见,剩下的75%都是不可见的暗物质/ 暗能量。

意大利波隆那大学天体物理学家Franco Vazza与维罗纳大学神经外科医师Alberto Feletti结合宇宙学、神经科学和网络分析方法,对两者进行定量比较、测量微小波动的强度,发现虽然人脑神经网络与宇宙结构在大小上相差了27个数量级,物理过程也全然不同、波动幅度相差很大,但两者的结构分布惊人地相似。

此外,人脑神经网络和宇宙网都展现出中心节点周围集中连接,且两者消息容量颇为接近,有篇研究表明人脑记忆容量约2.5PB,而Franco Vazza另一项研究表明,存储宇宙信息所需的容量约4.3PB。粗略地说,我们似乎可以将存储在人脑海中的所有消息(比如一生经历)编码为四散宇宙的星系。

这并不是说宇宙是个大脑或具有感知能力,但控制两者结构增长的机制很可能相当类似,如果能有新的分析技术,将帮助我们更理解这两个系统随时间演变背后的动力学。新论文发布在《Frontiers in Physics》期刊。

(首图来源:pixabay)

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