O cérebro e a rede cósmica de galáxias são surpreendentemente semelhantes

VAZZA ET AL. 2019 A&A

A rede neuronal do cérebro humano e a rede cósmica de galáxias são surpreendentemente semelhantes, concluiu uma nova investigação levada a cabo por um astrofísico e um neurocirurgião, ambos de nacionalidade italiana.

O novo estudo, cujos resultados foram recentemente publicados na revista científica especializada Frontiers in Physics, sugere que as duas redes têm estruturas caracterizadas por níveis semelhantes de complexidade e auto-organização.

A análise levada a cabo por Franco Vazza, astrofísico na Universidade de Bolonha, e Alberto Feletti, neurocirurgião da Universidade de Verona, sublinha, contudo que há uma diferença substancial de escala entre as duas redes – mais de 27 ordens de magnitude.

Em comunicado citado pela agência noticiosa espanhola Europa Press, os cientistas explicam que o cérebro humano funciona graças à sua vasta rede neuronal, que tem aproximadamente 69 mil milhões de neurónios. Por outro lado, o Universo observável é composto por uma rede cósmica de pelo menos 100 mil milhões de galáxias.

Em ambos os sistemas, apenas 30% das suas massas são formadas pelos seus “principais protagonistas”: as galáxias e os neurónios. Dentro de ambos os sistemas, galáxias e neurónios são organizados em longos filamentos ou em nós entre os filamentos.

Quer na rede neuronal, quer na rede cósmica, 70% da distribuição de massa ou energia é constituída por componentes que desempenham um papel aparentemente passivo: água no cérebro e energia escura no Universo observável.

Partindo das características partilhadas pelos dois sistemas, os cientistas compararam uma simulação de rede de galáxias com secções do córtex cerebral e cerebelo, procurando ver como é que as flutuações de matéria se espalha em escalas tão distintas.

“Calculamos a densidade espectral de ambos os sistema. É uma técnica muito utilizada na Cosmologia para estudar a distribuição espacial das galáxias”, começou por explicar Franco Vazza, citado na mesma nota de imprensa.

“A análise mostrou que a distribuição da flutuação na rede neuronal numa escala de 1 micrómetro a 0,1 milímetro segue a mesma progressão da distribuição da matéria na rede cósmica, mas, é claro, numa escala maior que 5 milhões a 500 milhões de anos-luz”.

Os cientistas calcularam também alguns dos parâmetros que caracterizam ambas as redes, como o número médio de conexões em cada nó e a tendência de agrupar várias conexões em nós centrais na redes – e descobriram que são surpreendente semelhantes.

“Mais uma vez, os parâmetros estruturais identificaram níveis inesperados de concordância. Provavelmente, a conectividade no interior das duas redes evolui de acordo com princípios físicos semelhantes, apesar da diferença notável e óbvia entre os poderes físicos que regulam galáxias e neurónios.”, acrecentou Alberto Feletti, rematando: “Estas duas redes complexas mostram mais semelhanças do que aquelas compartilhadas entre a rede cósmica e uma galáxia ou uma rede neural e o interior de um corpo neuronal”.