當我們同時觀察人類大腦和宇宙時，我們看到很多相似之處。不僅在外觀和結(jié)構(gòu)方面有相似性，而且還有更多的相似之處.......

人腦就像宇宙一樣，只是規(guī)模更小

如果大腦中的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)可以與宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)相提并論會怎樣呢？兩位意大利科學(xué)家、一位天體物理學(xué)家和一位神經(jīng)科學(xué)家決定將這兩個宇宙中最迷人的結(jié)構(gòu)進行比較。

宇宙是一個更大尺度的大腦

至少，當你觀察大腦的各種特征時，你會得到這樣的印象。只要看看那些顯示大腦神經(jīng)元連接網(wǎng)絡(luò)的研究就知道了。連接組學(xué)(Connectomics)專家多年來一直在利用廣泛的顯微鏡技術(shù)研究、繪制神經(jīng)元連接網(wǎng)絡(luò)的完整圖譜，即所謂的連接體。

大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)

如果我們再看看顯示宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的圖像，這些圖像是用望遠鏡和宇宙學(xué)模型觀測得出的，無論我們對科學(xué)的一個或另一個領(lǐng)域多么感興趣，它們的相似性對任何人來說都是驚人的。

盡管在宇宙的局部星系看起來是隨機散布在空間中的，但是如果從更大的尺度來看，這張圖片就會發(fā)生戲劇性的變化。只有這樣，人們才能看到整個星系團是如何通過延伸數(shù)億光年的巨大氣體絲狀體彼此連接起來的，數(shù)百萬個星系在這些氣體絲狀體中找到了自己的位置。在這些絲狀體之間是廣闊的區(qū)域，幾乎沒有星系。這些絲狀體偶爾在交界處與宇宙網(wǎng)絡(luò)的其他絲狀體合并。超星系團就是在這些位置由星系團碰撞而成。

宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)

然而，僅僅在外觀和結(jié)構(gòu)上的相似性是不夠的。通過粗略的模型，研究人員注意到人類大腦中大約有700億個神經(jīng)元。相比之下，在可觀測的宇宙中，我們可以看到大約1000億個星系。

似乎這還不夠，神經(jīng)元只占大腦總質(zhì)量的30%。星系也是如此，它由暗物質(zhì)和重子物質(zhì)組成，也占宇宙質(zhì)量/能量的30%。剩下的70 - 75%在大腦中是水，在宇宙中是暗能量。

宇宙與腦細胞

研究人員在分析星系和神經(jīng)元的光譜密度以及長纖維連接的每個節(jié)點產(chǎn)生的連接數(shù)量時，也發(fā)現(xiàn)了相同的相似性。

如果分開分析，上述所有聯(lián)系似乎都令人懷疑和驚訝。然而，當綜合分析時，一個一致的結(jié)論出現(xiàn)了。

所有這些相似之處很可能源于這樣一個事實:這兩個非常復(fù)雜的系統(tǒng)的自組織是由相同的動力學(xué)原理控制的，而這些動力學(xué)原理塑造了各種網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，無論規(guī)模大小。