當宇宙學遇上大腦神經科學,科學家發現兩者驚人相似之處

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 19 日 15:45 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


來自義大利的天體物理學家與神經外科醫師發現,人腦神經元網路與宇宙星系網出現令人驚訝的相似之處,明明是完全不同的物理過程,卻可以形成非常相似的複雜組織結構。

人腦之所以能發揮作用,是因為有將近 700 億個神經元組成 1 千兆個神經連接,神經元聚集成節點、神經纖維等構成神經網路,塑造了我們的理性思維、感覺與情感,然而這些神經元僅占大腦質量比例不到 25%,其餘 75% 都是水。

巧妙的是在可觀測宇宙中,估計至少有 1,000 億個星系,所有星系都透過有形氣體塵埃或無形暗物質組成的細絲連結、分布在宇宙網這個巨大纖維結構的「節點」中,而細絲之外稱為「空洞」,幾乎沒有物體存在,並且宇宙中只有約 25% 普通物質可見,剩下的 75% 都是不可見的暗物質 / 暗能量。

義大利波隆那大學天體物理學家Franco Vazza 與維羅納大學神經外科醫師 Alberto Feletti 結合宇宙學、神經科學和網路分析方法,對兩者進行定量比較、測量微小波動的強度,發現雖然人腦神經網路與宇宙結構在大小上相差了 27 個數量級,物理過程也全然不同、波動幅度相差很大,但兩者的結構分布驚人地相似。

此外,人腦神經網路和宇宙網都展現出中心節點周圍集中連接,且兩者訊息容量頗為接近,有篇研究表明人腦記憶容量約 2.5PB,而 Franco Vazza 另一項研究表明,儲存宇宙資訊所需的容量約 4.3PB。粗略地說,我們似乎可以將存儲在人腦中的所有訊息(比如一生經歷)編碼為四散宇宙的星系。

這並不是說宇宙是個大腦或具有感知能力,但控制兩者結構增長的機制很可能相當類似,如果能有新的分析技術,將幫助我們更理解這兩個系統隨時間演變背後的動力學。新論文發表在《Frontiers in Physics》期刊。

(首圖來源:pixabay

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