Một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Bologna và một nhà giải phẫu thần kinh tại Đại học Verona đã so sánh mạng lưới tế bào thần kinh trong não người với mạng lưới thiên hà vũ trụ ... và những điểm tương đồng đáng ngạc nhiên đã xuất hiện.
Trong bài báo đăng trên tạp chí Frontiers in Physics, Franco Vazza (nhà vật lý thiên văn tại Đại học Bologna) và Alberto Feletti (nhà giải phẫu thần kinh tại Đại học Verona) đã nghiên cứu sự tương đồng giữa hai trong số những hệ thống phức tạp và khó khăn nhất trong tự nhiên: mạng lưới vũ trụ của các thiên hà và mạng lưới các tế bào thần kinh trong não người.
Bất chấp sự khác biệt đáng kể về quy mô giữa hai mạng lưới (hơn 27 bậc độ lớn), phân tích định lượng của chúng, nằm ở giữa sự giao tiếp của vũ trụ học và phẫu thuật thần kinh học, cho thấy rằng các quá trình vật lý đa dạng có thể tạo nên các cấu trúc đặc trưng bởi mức độ giống nhau về sự phức tạp và hệ thống tổ chức nội bộ của chúng.
Bộ não con người hoạt động nhờ vào mạng lưới tế bào thần kinh rộng lớn được coi là chứa khoảng 69 tỷ tế bào thần kinh. Mặt khác, vũ trụ có thể quan sát được bao gồm một mạng vũ trụ của ít nhất 100 tỷ thiên hà. Trong cả hai hệ thống, chỉ có 30% khối lượng của chúng bao gồm các thiên hà và tế bào thần kinh. Trong cả hai hệ thống, các thiên hà và tế bào thần kinh tự sắp xếp thành các sợi dài hoặc các nút giữa các sợi. Cuối cùng, trong cả hai hệ thống, 70% sự phân bố khối lượng hoặc năng lượng là bao gồm các thành phần đóng vai trò thụ động: nước trong não và năng lượng tối trong Vũ trụ quan sát được.
Bắt đầu từ các đặc điểm chung của hai hệ thống, các nhà nghiên cứu đã so sánh mô phỏng của mạng lưới các thiên hà với các phần của vỏ não và tiểu não. Mục đích là để quan sát cách thức các dao động vật chất phân tán trên các quy mô đa dạng như vậy.
"Chúng tôi đã tính toán mật độ quang phổ của cả hai hệ thống. Đây là một kỹ thuật thường được sử dụng trong vũ trụ học để nghiên cứu sự phân bố trong không gian của các thiên hà", Franco Vazza giải thích. "Phân tích của chúng tôi cho thấy rằng sự phân bố dao động trong mạng lưới nơ-ron tiểu não trên thang đo từ 1 micromet đến 0,1 milimet theo cùng một tiến trình của sự phân bố vật chất trong mạng vũ trụ, nhưng tất nhiên, trên quy mô lớn hơn từ 5 triệu đến 500 triệu năm ánh sáng".
Hai nhà nghiên cứu cũng tính toán một số tham số đặc trưng cho cả mạng nơ-ron và mạng vũ trụ: số lượng kết nối trung bình trong mỗi nút và xu hướng phân cụm một số kết nối trong các nút trung tâm có liên quan trong hệ thống mạng nội bộ của chúng.
Alberto Feletti cho biết thêm: "Một lần nữa, các thông số cấu trúc đã xác định được mức độ tượng tự không mong đợi. Hai mạng phức tạp này cho thấy nhiều điểm tương đồng hơn so với những điểm được chia sẻ giữa mạng vũ trụ và thiên hà hoặc mạng nơ-ron và bên trong hệ thống thần kinh".
Kết quả đáng khích lệ của nghiên cứu thử nghiệm này đang khiến các nhà nghiên cứu nghĩ rằng các kỹ thuật phân tích mới và hiệu quả trong cả hai lĩnh vực, vũ trụ học và phẫu thuật thần kinh học, sẽ cho phép hiểu rõ hơn về các động lực định tuyến cơ bản của sự tiến hóa theo thời gian của hai hệ thống này.
Ánh Dương
Theo Phys.org
