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¿En qué se parecen el cerebro humano y el Universo?

¿En qué se parecen el cerebro humano y el Universo?
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P. Biosca

Por lo que precede pueden parecer dos conceptos poco o falta parecidos: ¿tienen poco en popular el cerebro y el Universo? Ahora, un nuevo estudio realizado por un astrofísico de la Universidad de Bolonia y un neurocirujano de la Universidad de Verona, afirma que comparten mucho más de lo que pensamos, como un número parecido de neuronas y galaxias o la distribución y morfología de cada red. Como si el cerebro fuese una suerte de representación en pequeña escalera del Universo. Los resultados se acaban de editar en « Frontiers in Physics».

«Similitudes sorprendentes» es lo que afirman ocurrir hallado Franco Vazza, astrofísico de la Universidad de Bolonia, y Alberto Feletti, neurocirujano de la Universidad de Verona, quienes se centraron concretamente en el estudio comparado de dos de los sistemas más complejos de la naturaleza: la red cósmica de galaxias y la red de células neuronales del cerebro humano.

Más similitudes que diferencias

Según explican uno y otro investigadores, la diferencia más obvia entre el cerebro y el Universo es su tamaño: les separan más de 27 órdenes de magnitud. Sin requisa, esto no es un impedimento para que tengan muchas similitudes: el cerebro humano funciona gracias a su amplia red neuronal, que contiene aproximadamente 69.000 millones de neuronas; por su parte, los astrónomos estiman que el Universo observable contiene unas 100.000 millones de galaxias, lo que es un número congruo similar.

No terminan ahí las semejanzas: internamente de uno y otro sistemas, solo el 30% de sus masas están compuestas por galaxias y neuronas; el resto, son largos filamentos o nodos que las unen. Y aún hay más: el 70% de la distribución de masa o energía está compuesta por componentes que juegan un papel aparentemente pasivo, en concreto el agua en el cerebro y la energía oscura en el Universo observable.

«Superponiendo» ambas redes

A partir de estas características compartidas, los investigadores llevaron a parte una simulación de la red de galaxias con secciones de la corteza cerebral y el cerebelo. El objetivo era poco así como superponer la estructura cerebral y la espacial para observar si en realidad existía un parecido. «Calculamos la densidad misterioso de uno y otro sistemas. Esta es una técnica que se emplea a menudo en cosmología para estudiar la distribución espacial de las galaxias», explica Vazza. «Nuestro descomposición mostró que la distribución de la fluctuación internamente de la red neuronal del cerebelo en una escalera de 1 micrómetro a0,1 milímetros sigue la misma progresión de la distribución de la materia en la red cósmica pero, por supuesto, en una escalera maduro que va de 5 millones a 500 millones de abriles luz».

Los investigadores además calcularon algunos parámetros que caracterizan tanto la red neuronal como la red cósmica: la media de conexiones en cada nodo y la tendencia a agrupar varias conexiones en nodos centrales relevantes internamente de la red. Y los resultados volvían a indicar «niveles de concordancia inesperados».

Izquierda: corte de cerebelo, con factor de aumento 40x, obtenido con microscopía electrónica (Dr. E. Zunarelli, Hospital Universitario de Módena); derecha: sección de una simulación cosmológica, con una extensión de 300 millones de años luz en cada lado (Vazza et al.2019 A&A)
Izquierda: corte de cerebelo, con cifra de aumento 40x, obtenido con microscopía electrónica (Dr. E. Zunarelli, Hospital Universitario de Módena); derecha: sección de una simulación cosmológica, con una extensión de 300 millones de abriles luz en cada flanco (Vazza et al.2019 A&A) – Universidad de Bolonia

Un engendro físico compartido

«El tentador cargo de similitud que expone nuestro descomposición parece sugerir que la autoorganización de uno y otro sistemas complejos probablemente está siendo moldeada por principios similares de dinámica de redes, a pesar de las escalas y procesos radicalmente diferentes en colección», explican uno y otro científicos en su estudio. Es afirmar, que detrás de la desarrollo de la red neuronal y de la red espacial se encuentra el mismo engendro físico subyacente «aún con la llamativa y obvia diferencia entre los poderes físicos que regulan las galaxias y las neuronas», agrega Feletti, que recalca que ambas redes se parecen más entre ellas que «el Universo comparado con una galaxia o que la red neuronal con el interior del cuerpo de las propias neuronas».

Los resultados de este estudio están impulsando a los investigadores a pensar en nuevas y más efectivas técnicas de descomposición para uno y otro campos, que permitirán una mejor comprensión de cómo funcionan y cómo evolucionaron estos dos sistemas, comprendiendo la deducción popular que rige que se parezcan tanto.

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