Buzz
Các nhà khoa học cho biết, khi mạng lưới thần kinh trong não được phóng to lên 40 lần, chúng đã phát hiện sự tương đồng đáng chú ý với mạng lưới vũ trụ.
Vũ trụ vô cùng rộng lớn và bộ não con người là một trong những hệ thống phức tạp nhất mà con người từng biết. Một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Frontiers in Physics của các nhà khoa học Ý đã phát hiện sự tương đồng đáng chú ý giữa mạng lưới thần kinh trong não và mạng lưới thiên hà trong vũ trụ, đưa ra suy luận rằng cấu trúc của hai hệ thống này có thể tương đồng.
Mặc dù quy mô và kích thước của hai cấu trúc này khác nhau khoảng 27 bậc độ (một tỷ tỷ tỷ), nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng, mức độ phức tạp và khả năng tự tổ chức của mạng lưới thần kinh và mạng lưới thiên hà có nhiều điểm tương đồng.
Bộ não của con người là một hệ thống phức tạp đa quy mô, trong đó tồn tại các phân tử, tế bào và tế bào thần kinh. Nó có thể được mô hình hóa như một mạng lưới nhiều lớp, được gọi là nhóm kết nối não bộ.
Các tế bào thần kinh gần nhau được kết nối để tạo thành cấu trúc cục bộ, và các cấu trúc cục bộ khác nhau kết nối để thực hiện các chức năng nhận thức. Việc hiểu rõ cấu trúc và chức năng của nhóm kết nối não bộ và vai trò của tế bào thần kinh đệm, vi môi trường là mục tiêu chính của nghiên cứu thần kinh ngày nay.
Với sự chấp nhận rộng rãi của các mô hình vật chất tối và năng lượng tối từ các nhà vật lý, vũ trụ cũng có thể được mô hình hóa như một mạng lưới. Hiện nay, mô hình vật chất tối ΛCDM (Lambda-CDM) đã giải thích tốt quá trình hình thành cấu trúc mạng vũ trụ.
Do sự khác biệt về mật độ vật chất trong vũ trụ được khuếch đại bởi lực hấp dẫn, đã tạo ra vô số cụm thiên hà và vật chất của những cụm này kết hợp thành một mạng lưới lớn.
Trong phạm vi của lý thuyết tương đối rộng, sự mở rộng tăng tốc có thể được giải thích bằng một giá trị dương của hằng số vũ trụ Λ, tương đương với sự tồn tại của một năng lượng chân không dương, gọi là 'năng lượng tối'. Mặc dù có những giải thích khác có thể, mô tả với giả thiết rằng năng lượng tối (Λ dương) hiện được sử dụng trong mô hình tiêu chuẩn của vũ trụ học, được gọi là ΛCDM ('vật chất tối lạnh Lambda').
Sự tương tác giữa não người và vũ trụ là hoàn toàn khác biệt, nhưng đã có nhiều quan sát và giả thuyết về sự tương đồng giữa mạng lưới nơ-ron và mạng lưới vũ trụ dưới sự quan sát từ kính hiển vi và kính thiên văn.
Các nhà nghiên cứu đã phân tích định lượng sự tương đồng giữa hai yếu tố dựa trên quan sát bằng kính hiển vi quang học về mô não và hình ảnh mạng lưới vật chất vũ trụ với độ phân giải cao, với sự hỗ trợ của phương pháp phân tích mạng.
Đầu tiên, có sự khác biệt rất lớn về quy mô giữa mạng lưới não và mạng lưới vũ trụ, chúng chỉ tương đồng với nhau ở một quy mô cụ thể. Mạng lưới thần kinh não hiện được cho là bao gồm hàng chục tỷ tế bào thần kinh. Số lượng thiên hà hiện được quan sát trong mạng vũ trụ đã vượt quá 100 tỷ.
Ngoài ra, trong mạng lưới thần kinh của não và mạng lưới của vũ trụ, chỉ có một lượng nhỏ vật chất cấu thành mạng lưới. Có một số lượng lớn các lỗ hổng giữa các thiên hà khổng lồ và khoảng 70% khối lượng được tạo ra từ vật chất tối.
Trong não người cũng vậy, là cơ quan sinh học, thành phần quan trọng nhất là nước, trong não người, tế bào thần kinh chỉ chiếm 25% và khoảng 75% là nước. Đến thời điểm này, việc 'có nước trong đầu' là có cơ sở khoa học nhất định.
So sánh lát cắt tiểu não (lớp trên), lát vỏ não (lớp giữa) và một phần của mạng lưới vũ trụ (lớp dưới).
Chúng ta quan sát cấu trúc mạng lưới từ dữ liệu như hình trên. Tuy nhiên, đối với những người thông thường như chúng ta, chỉ dựa vào hình ảnh, chúng ta không nhận thấy nhiều điểm tương đồng.
Trong vũ trụ, các cụm thiên hà mật độ lớn chiếm ưu thế, còn trong não người, đặc biệt là trong mạng lưới thần kinh, các sợi thần kinh sẽ tạo ra các hoa văn nhỏ đồng nhất. Tuy nhiên, khi nhà nghiên cứu phóng đại hơn kính hiển vi, họ phát hiện một số điểm tương đồng với mạng lưới vũ trụ trong lát cắt não.
So sánh cấu trúc mạng lưới thần kinh của lát não được phóng đại 40 lần và mạng lưới vũ trụ.
Từ hình trên, chúng ta có thể thấy khi mạng lưới thần kinh trong lát não được phóng to lên 40 lần, mạng lưới thần kinh của não người trên quy mô 1 micron - 0,1 mm và mạng lưới vũ trụ trên quy mô 5 triệu năm ánh sáng - 500 triệu năm ánh sáng hiển thị những điểm tương đồng.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu tính toán các thông số đặc trưng trong hai mạng lưới đặc biệt này - mức độ kết nối trung bình của các nút và hệ số phân cụm của nút trung tâm. Các tham số đặc trưng của hai cấu trúc mạng này cũng thể hiện tính nhất quán. Mặc dù các thiên hà và mạng lưới thần kinh não là hai đối tượng hoàn toàn khác nhau, nhưng sự kết nối của mạng lưới của chúng tuân theo các quy luật vật lý tương tự.
