Scoperte sorprendenti somiglianze strutturali tra il Cervello umano e l’Universo

Un astrofisico e un neurochirurgo hanno utilizzato l'analisi quantitativa per confrontare due dei sistemi più complessi in natura: la rete neurale nel cervello umano e la rete cosmica di galassie nell'universo....

L’astrofisico Franco Vazza e il neurochirurgo Alberto Feletti, hanno rivelato sorprendenti somiglianze tra la struttura del cervello umano e quella dell’universo, confrontando le immagini ingrandite di una sezione istologica di una rete di cellule neuronali nel cervello con la rete di galassie che compongono il nostro universo.

Secondo il loro studio pubblicato su Frontiers of Physics, i due tipi di strutture differiscono in scala di 27 ordini di grandezza (cioè l’universo è un miliardo di trilioni di trilioni più grande del nostro cervello), ma l’analisi di entrambi ha rivelato che diversi processi fisici possono portare alla comparsa di strutture simili per complessità e auto-organizzazione.

Il punto di partenza era trovare somiglianze tra i due. Il cervelletto umano ha circa 69 miliardi di neuroni, mentre la rete cosmica osservabile contiene più di 100 miliardi di galassie. Inoltre, entrambi i sistemi sono organizzati in reti ben definite, con nodi (neuroni nel cervello, galassie nell’universo) collegati tramite filamenti.

Infine, entrambi sono materiali apparentemente passivi, con il 70% di massa o energia all’interno di ciascun sistema costituito da elementi che svolgono solo un ruolo indiretto nelle loro strutture interne. Riguarda l’acqua nel caso del cervello e l’energia oscura nell’universo osservabile.

Dopo aver definito queste somiglianze, i ricercatori hanno confrontato la rete di galassie con immagini ingrandite di sezioni della corteccia cerebrale umana e del cervelletto.

Grazie al loro studio hanno scoperto l’esistenza di somiglianze nelle fluttuazioni della densità della materia tra il cervello e la rete cosmica.

“La nostra analisi ha mostrato che la distribuzione della fluttuazione all’interno della rete neurale del cervelletto su una scala da 1 micrometro a 0,1 millimetri, segue la stessa progressione della distribuzione della materia nella rete cosmica ma, ovviamente, su scala va da cinque milioni a 500 milioni di anni luce”, ha osservato l’astrofisico Franco Vazza.

“Probabilmente, la connettività all’interno delle due reti si evolve seguendo principi fisici simili, nonostante la sorprendente ed evidente differenza tra i poteri fisici che regolano le galassie e i neuroni”, ha spiegato il neurochirurgo Feletti quello che ha descritto come “livelli inaspettati di somiglianza”.

I due scienziati sperano che il loro metodo trovi applicazione sia in cosmologia che in neurochirurgia e aiuti a comprendere meglio le dinamiche dell’evoluzione temporale sia del cervello che dell’universo.