ورقة بحثية نُشرت هذا الأسبوع في مجلة Frontiers of Physics ، قام فيها ثنائي من الباحثين من إيطاليا بالتحقيق في أوجه التشابه بين شبكة الخلايا العصبية في الدماغ البشري والشبكة الكونية للمجرات.

كما نعلم دماغ الإنسان عبارة عن هيكل معقد متعدد النطاقات زمنيًا ومكانيًا تتعايش فيه الظواهر الخلوية والجزيئية والعصبية. يمكن نمذجتها كشبكة هرمية ، حيث تتجمع الخلايا العصبية في دوائر وأعمدة ومناطق وظيفية مختلفة مترابطة.

يسمح هيكل الشبكة العصبية بالربط بين مناطق مختلفة ، وكلها مكرسة لمعالجة أنشطة زمانية مكانية محددة على الخلايا العصبية الخاصة بها ، وتشكيل الأساس المادي والبيولوجي للإدراك.

يبدو أن الكون – وفقًا لمجموعة كبيرة من بيانات التلسكوب التي تم جمعها على مدى عقود عديدة – قد تم وصفه جيدًا بشكل منطقي من خلال نموذج مادي يسمى نموذج Lambda Cold Dark Matter ، والذي يمثل الجاذبية من المادة العادية والمادة المظلمة، وللطاقة المضادة للجاذبية المرتبطة بالفضاء الفارغ، يطلق عليها اسم الطاقة المظلمة.

يقدم هذا النموذج حاليًا أفضل صورة لكيفية ظهور الهياكل الكونية من الخلفية الموسعة والتي بدورها تمثل الشبكة الكونية. أهم لبنات بناء الشبكة الكونية هي المادة المظلمة ذاتية الجاذبية التي تهيمن عليها الهالات، حيث انهارت المادة العادية لتشكل المجرات.

تم تضخيم التوزيع الأولي لتقلبات كثافة المادة مبكرًا بفعل الجاذبية ، وتطور إلى مجموعات أو مجموعات أكبر من المجرات ، والخيوط ، وصفائح المادة ، والفراغات ، في شبكة واسعة النطاق في جميع الاتجاهات في الفضاء.

على الرغم من أن التفاعلات الفيزيائية ذات الصلة في النظامين المذكورين أعلاه مختلفة تمامًا ، إلا أن ملاحظتها من خلال التقنيات المجهرية و التلسكوبية قد استحوذت على مورفولوجيا محيرة مماثلة ، لدرجة أنه غالبًا ما لوحظ أن الشبكة الكونية وشبكة الخلايا العصبية تبدو متشابهة.

قال المؤلف المشارك الدكتور فرانكو فازا ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة بولونيا: “لقد حسبنا الكثافة الطيفية لكلا النظامين”. وأضاف”هذه تقنية تستخدم غالبًا في علم الكونيات لدراسة التوزيع المكاني للمجرات.”

وأسهب : “أظهر تحليلنا أن توزيع التذبذب داخل شبكة الخلايا العصبية في المخيخ على مقياس من 1 ميكرومتر إلى 0.1 ملم يتبع نفس التقدم في توزيع المادة في الشبكة الكونية ، ولكن بالطبع على نطاق أوسع يبدأ من 5 مليون إلى 500 مليون سنة ضوئية “.

كما قام الدكتور فازا وزميله ، جراح الأعصاب بجامعة فيرونا ، ألبرتو فيليتي ، بحساب بعض المعلومات التي تميز كل من الشبكة العصبية والشبكة الكونية: متوسط ​​عدد الاتصالات في كل عقدة وميل تجميع عدة اتصالات في العقد المركزية ذات الصلة داخل الشبكة .

قال الدكتور فيليتي: “مرة أخرى ، حددت المعايير الهيكلية مستويات اتفاق غير متوقعة”. وأضاف: “من المحتمل أن الاتصال داخل الشبكتين يتطور وفقًا لمبادئ فيزيائية مماثلة ، على الرغم من الاختلاف المذهل والواضح بين القوى الفيزيائية التي تنظم المجرات والخلايا العصبية.” وقال: “هاتان الشبكتان المعقدتان تظهران أوجه تشابه أكثر من تلك المشتركة بين الشبكة الكونية والمجرة أو الشبكة العصبية داخل جسم عصبي.”