El cosmos y el cerebro muestran muchas semejanzas a pesar de sus inmensas diferencias de escala, según un artículo publicado en Frontiers of Physics por el astrofísico Franco Vazza, de la Universidad de Bolonia, y el neurocirujano Alberto Feletti, de la Universidad de Verona.
En la imagen que encabeza este artículo podemos comprobar de un vistazo estas semejanzas. A la izquierda, un corte de cerebelo, con factor de aumento 40x, obtenido con microscopía electrónica; a la derecha, la sección de una simulación cosmológica, con una extensión de 300 millones de años luz en cada lado.
cerebro y cosmos comparten estructura
Dice el divulgador científico Michio Kaku que «sentado en los hombros, el cerebro es el objeto más complejo del universo conocido». Pues bien, a la luz de esta nueva investigación parece que esa complejidad es compartida por cerebro y cosmos.
Así, el cerebro humano funciona gracias a su amplia red neuronal que se estima que contiene casi 100.000 millones de neuronas. Por otro lado, el universo observable puede contar con una red cósmica de, al menos, 100.000 millones de galaxias.
Dentro de ambos sistemas, solo el 30% de sus masas están compuestas por galaxias y neuronas. Dentro de ambos sistemas, 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.
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. El objetivo era observar cómo las fluctuaciones de la materia se dispersan en escalas tan diversas.
«Calculamos la densidad espectral de ambos sistemas. Ésta es una técnica empleada a menudo en cosmología para estudiar la distribución espacial de las galaxias», explica Franco Vazza. «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 la materia en la red cósmica pero, por supuesto, en una escala mayor que va de 5 millones a 500 millones de años luz».
Los dos 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.
“Una vez más, los parámetros estructurales han identificado niveles de concordancia inesperados. Probablemente, la conectividad dentro de las dos redes evolucione siguiendo principios físicos similares, a pesar de la llamativa y obvia diferencia entre los poderes físicos que regulan las galaxias y las neuronas”, agrega 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».
Los resultados de este estudio piloto están impulsando a los investigadores a pensar que técnicas de análisis nuevas y efectivas en ambos campos, cosmología y neurocirugía, permitirán una mejor comprensión de la dinámica subyacente a la evolución temporal de estos dos sistemas.