algemeen. onderzoek. technologie

Is het universum als een brein?

Als je goed naar de ruimte kijktspinnenweb - de structuur van het heelal, die bestaat uit enorme filamenten van sterrenstelsels, gescheiden door gigantische holtes - en een netwerk van neuronen in het menselijk brein, je kunt enkele overeenkomsten zien. Maar hoe correct is zo'n vergelijking in het algemeen? Het blijkt dat het beschrijven van het menselijk brein als een universum van drie pond misschien veel dichter bij de waarheid ligt dan het lijkt. Het menselijk brein, dat ongeveer drie pond (ongeveer 1300 kg) weegt, bevat ongeveer 100 miljard neuronen en het aantal verbindingen daarin is groter dan het aantal sterrenstelsels in het universum. Het brein is het commandocentrum voor alles wat we denken, voelen en doen. En toen astrofysicus Franco Vazza en neurowetenschapper Alberto Feletti de twee structuren numeriek vergeleken, werden de overeenkomsten nog opvallender. Misschien niet verrassend, leidt het tot een verscheidenheid aan gedachten, tot en met de aanname dat we in een simulatie leven.

Links:een vergroot gebied van het cerebellum van de hersenen, verkregen met behulp van elektronenmicroscopie; rechts: een kosmologische simulatieplot met een uitbreiding van 300 miljoen lichtjaar aan elke kant.

Het meest complexe orgaan van het menselijk lichaam

Het menselijk brein is beschreven als het meest complexeobject in het universum. Hij is verantwoordelijk voor alles wat je doet, denkt, voelt en zegt - voor wat je maakt tot wie je bent en wat je in staat stelt om je dagelijkse bezigheden uit te voeren. De middenhersenen van een volwassene zijn ongeveer zo groot als een gemiddelde bloemkool.

De middenhersenen van een volwassene bevatten ongeveer 100 miljard hersencellen. Elk van hen is geassocieerd met ongeveer 1000 anderen. Dat zijn 100 biljoen verbindingen.

De hersenen vormen ongeveer 2% van het totale lichaamsgewicht, maar ontvangen 20% van onze bloedtoevoer en gebruiken 20% van onze totale calorie-inname.

Als het je een seconde zou kosten om elke hersencel in een brein te tellen, zou het meer dan 3000 jaar duren om ze allemaal te tellen *.

Elk deel van de hersenen speelt een andererol door een persoon toe te staan ​​gedachten en herinneringen te hebben, armen en benen te bewegen, te ruiken, te zien, te horen, te voelen en te proeven, en de functies van vele organen in het lichaam te ondersteunen.

Je brein bestaat uit een complex netwerk van bijna 100miljard neuronen die 100 biljoen neurale verbindingen vormen. Neuronen zijn gegroepeerd in een hiërarchisch netwerk van knooppunten, strengen en onderling verbonden neurale clusters die onze complexe gedachten, gevoelens en emoties vormen. Maar deze neuronen maken minder dan 25 procent uit van de hersenmassa, de resterende 75 procent is water.

Door een vreemd toeval, het waargenomen universumbevat ook ongeveer 100 miljard sterrenstelsels. Het precaire evenwicht tussen de aantrekkingskracht van de zwaartekracht en de versnelde uitdijing van het heelal vormt een kosmisch web van draadvormige draden, bestaande uit gewone en donkere materie. Er is een kans van 50% dat we in een simulatie leven

Wat is donkere materie?

Clusters van sterrenstelsels vormen zich op kruispuntenthreads, waardoor er lege ruimtes met lege ruimte tussenin blijven. Het resulterende beeld lijkt opvallend veel op een netwerk van neuronen. Ironisch genoeg schatten wetenschappers dat slechts ongeveer 25 procent van de materie in het universum zichtbaar is. De overige 75 procent is donkere materie.

“Hoewel de bijbehorende fysieke interacties inde bovengenoemde twee systemen zijn totaal verschillend, hun observatie met microscopische en telescopische methoden legde ondraaglijk vergelijkbare morfologie vast, tot het punt dat vaak is opgemerkt dat het kosmische web en het web van neuronen er hetzelfde uitzien, '' schrijven Vazza en Feletti in hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Frontiers in de natuurkunde.

Ondanks deze directe overeenkomsten, wetenschapperswilde deze twee systemen meer kwantitatief bekijken. Daarom gebruikten ze een techniek genaamd vermogensspectrumanalyse, een techniek die vaak in de astrofysica wordt gebruikt om de grootschalige distributie van sterrenstelsels te bestuderen. Ze maten de sterkte van minuscule fluctuaties over het volledige bereik van ruimtelijke schalen, zowel in simulerende sterrenstelsels als in gebieden van het cerebellum en de hersenschors.

“Onze analyse toonde aan dat de verdeling van fluctuatiesbinnen het neurale netwerk van het cerebellum op een schaal van 1 micrometer tot 0,1 millimeter volgt dezelfde progressie van de verdeling van materie in het kosmische web, maar natuurlijk op een grotere schaal, die gaat van 5 miljoen tot 500 miljoen lichtjaar '', aldus Vazza van de Universiteit van Bologna in Italië in een persbericht.

De onderzoekers vergeleken ook de vermogensspectraandere complexe systemen, waaronder afbeeldingen van boomtakken, wolken en waterturbulentie, maar geen van hen kwam in de buurt van het neurale en universele duo. De vermogensspectra geven echter geen enkele aanwijzing voor de complexiteit van de systemen. Om dit te doen, onderzochten wetenschappers de netwerken van beide systemen, waarbij ze het gemiddelde aantal verbindingen per knooppunt vergeleken en hoe deze knooppunten bij elkaar zijn gegroepeerd.

“Opnieuw onthulden de structurele parametersonverwachte niveaus van overeenstemming. De communicatie binnen deze twee netwerken volgt waarschijnlijk dezelfde fysische principes, ondanks het opvallende en duidelijke verschil tussen de fysieke krachten die melkwegstelsels en neuronen besturen, ”zei Feletti van de Universiteit van Verona in Italië in een persbericht.

Het is best indrukwekkend dat het ruimtevaartnetwerk van onshet zichtbare universum heeft misschien meer te maken met het netwerk van neuronen in je hersenen dan met individuele melkwegstelsels en sterren - of dat het complexe netwerk van neuronen in je schedel beter is gekoppeld aan het kosmische netwerk dan individuele hersencellen. Deze overeenkomsten ontstaan ​​echter alleen wanneer onderzoekers de specifieke schaal van elk systeem vergelijken.

Dit is vooral belangrijk bij het vergelijken van ietsoneindig, zoals het universum (voor zover de wetenschap kan nagaan), met je zeer beperkte brein. Aangezien alles in ons universum volgens dezelfde natuurkundige wetten werkt, is het niet moeilijk om overeenkomsten voor te stellen als je goed genoeg kijkt.
Deze inhoud wordt gemaakt en onderhouden door een derdeparty en ook geïmporteerd in deze pagina om gebruikers te helpen hun e-mailadressen op te geven. U kunt meer informatie over deze en soortgelijke inhoud vinden op piano.io