por Sarah Romero
Un equipo
de científicos de la Universidad de Bolonia (Alemania) ha comparado dos de los
sistemas más complejos de la naturaleza: la red neuronal de nuestro
cerebro y la red cósmica de galaxias del universo. ¿Qué han descubierto?
Que son increíblemente parecidas. Y no solo tal y como se ven
si comparamos una neurona humana con un cúmulo de galaxias. Hay más.
El
estudio, que pretendía ver más allá de las similitudes visuales entre el
cerebro humano y la red cósmica (la estructura de filamentos, nodos y vacíos
que forman las galaxias). ¿Tienen ambos una conexión más profunda?
A priori, las neuronas y las galaxias son sistemas
muy diferentes pero esta investigación, publicada en la revista Frontiers
in Physics, sugiere que están moldeadas por principios subyacentes
similares. Así, no se trata de que nuestro cerebro sea como un universo
ni que el universo sea un cerebro de proporciones titánicas, sino que
su dinámica es parecida.
Coincidencias
· El cerebro promedio tiene 69.000
millones de neuronas.
· Durante
mucho tiempo, la estimación del número de galaxias en el universo fue de
100.000 millones, pero ahora se estima que es 20 veces mayor.
· Alrededor
del 77% de la masa del cerebro es agua.
· Alrededor
del 70% del contenido de materia energética del universo es energía oscura.
Dentro de
ambos sistemas, solo el 30% de sus masas están compuestas por galaxias y
neuronas. En ambos, las galaxias y las neuronas se organizan en largos
filamentos o nodos entre los filamentos. Finalmente, dentro de ambos
sistemas, el 70% de la distribución de masa o energía está compuesta por componentes
que juegan un papel aparentemente pasivo: agua en el cerebro y energía
oscura en el universo observable.
Entre la
cosmología y la neurocirugía
A pesar
de tener una diferencia de escala de aproximadamente 27 órdenes de magnitud, el
cerebro humano y la composición de la red cósmica muestran niveles
similares de complejidad y autoorganización, según los investigadores.
A partir de las características compartidas de los dos sistemas, los
investigadores compararon una simulación de la red de galaxias con secciones de
la corteza cerebral y el cerebelo. "Calculamos la densidad espectral
de ambos sistemas", comenta Franco Vazza, líder del estudio. "Esta es
una técnica que se emplea a menudo en cosmología para estudiar la distribución
espacial de las galaxias". "Nuestro análisis mostró que la
distribución de la fluctuación dentro de la red neuronal del cerebelo en una
escala de 1 micrómetro a 0,1 milímetros sigue la misma progresión de la
distribución de materia en la red cósmica", agregó el experto
"pero, por supuesto, en un mayor escala que va de 5 millones a 500
millones de años luz ". El agrupamiento y el número de conexiones que
emanaban de cada nodo también eran extrañamente similares.
Los
investigadores también calcularon algunos parámetros que caracterizan tanto la
red neuronal como la red cósmica: el número promedio de conexiones en cada nodo
y la tendencia de agrupar varias conexiones en nodos centrales relevantes
dentro de la red: la red cósmica, basada en una muestra de 3.800 a 4.700
nodos, tenía un promedio de 3,8 a 4,1 conexiones por nodo. La corteza humana, para una muestra de
1.800 a 2.000 nodos, tenía un promedio de 4,6 a 5,4 conexiones por nodo.
Además, ambos sistemas mostraron una tendencia a agrupar conexiones alrededor
de nodos centrales.
“Una vez
más, los parámetros estructurales han identificado niveles de acuerdo
inesperados. Probablemente,
la conectividad dentro de las dos redes evoluciona siguiendo principios físicos similares, a pesar de la llamativa y evidente
diferencia entre los poderes físicos que regulan las galaxias y las neuronas ”,
añade Alberto Feletti. “Estas dos redes complejas muestran más
similitudes que las compartidas entre la red cósmica y una galaxia o una red
neuronal y el interior de un cuerpo neuronal”.
Tanto el
universo como nuestro cerebro siguen siendo bastante misteriosos aun. El modelo
estándar de cosmología tiene muchas incertidumbres, como qué es la materia
oscura y la energía oscura. Y, cuando se trata del cerebro, no paramos de
descubrir y aumentar nuestra comprensión de cómo se forman las conexiones y
cómo evoluciona la red neuronal en su conjunto.
¿Cómo es que tienen tanto en común? Aún no tenemos respuesta para eso
(MUY INTERESANTE / 18-11-2020)
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