周末趣闻人脑与宇宙相似吗？

　　博洛尼亚大学的天体物理学家和维罗纳大学的神经外科医生将人脑中的神经细胞网络与宇宙星系网络进行了比较，出现了惊人的相似之处。
　　在他们发表在《Frontiers in Physics》上的论文，佛朗哥·瓦扎(博洛尼亚大学天体物理学家)和阿尔贝托·费莱蒂(维罗纳大学神经外科医生)调查了两个最具挑战性和复杂系统在本质上：宇宙网络的星系的神经元网络人脑。
　　尽管这两个网络在规模上有很大的差异(超过27个数量级)，定量分析它位于宇宙学和神经外科的十字路口，它表明不同的物理过程可以建立具有类似复杂性和自组织性的结构。
　　人类大脑的运作得益于其广泛的神经元网络，该网络被认为包含了大约690亿个神经元。另一方面，可观测的宇宙是由至少1000亿个星系组成的宇宙网。在这两个系统中，只有30%的质量由星系和神经元组成。在这两个系统中，星系和神经元排列在长丝状体或丝状体之间的节上。最后，在这两个系统中，70%的质量或能量分布都是由扮演着明显被动作用的成分组成的：大脑中的水和可观测到的宇宙中的暗能量。
　　从这两个系统的共同特征出发，研究人员将星系网络的模拟与大脑皮层和小脑的部分进行了比较。目的是观察物质波动如何分散在这种不同的尺度上。
　　＂我们计算了这两个星系的光谱密度，这是宇宙学中经常用来研究星系空间分布的一种技术，＂佛朗哥·瓦扎解释说。＂我们的分析表明，在1微米至0.1毫米的范围内，小脑神经元网络中的波动分布遵循着宇宙网中物质分布的同样规律，但当然，在更大的范围内，从500万光年到5亿光年。＂
　　这两位研究人员还计算了神经元网络和宇宙网络的一些参数：每个节点的平均连接数，以及网络中相关中心节点中多个连接的聚类趋势。
　　阿尔贝托·费莱蒂补充说：＂再一次，结构参数发现了意想不到的一致水平。尽管调节星系和神经元的物理力量之间存在着显著和明显的差异，但这两个网络之间的连接可能遵循相似的物理原理。＂＂这两个复杂的网络比宇宙网与星系、神经元网络和神经元体内部共享的网络更相似。＂
　　这项试验研究的令人鼓舞的结果促使研究人员认为，在宇宙学和神经外科这两个领域中的新的和有效的分析技术将使人们更好地理解这两个系统的时间演变的路由动力学。
　　更多资料：Frontiers in Physics (2020). DOI: 10.3389/fphy.2020.525731
　　Provided by Università di Bologna

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