شباهت شبکه عصبی مغز با شبکه‌ کیهانی

 
 
 

ترجمه: سحر الله‌وردی

اگرچه مغز انسان و کیهان از نظر ابعاد، هیچ شباهتی به هم ندارند، اما مقایسه شبکه عصبی مغز با شبکه کهکشانی نشان می‌دهد ساختار آنها به طرز حیرت‌انگیزی به هم شباهت دارد.

مغز انسان یک ساختار چند وجهی پیچیده از نظر زمانی و مکانی است که پدیده‌های سلولی، مولکولی و عصبی را در کنار هم قرار می‌دهد. این یعنی می‌توان مغز را به عنوان یک شبکه‌ی سلسله مراتبی مدلسازی کرد که در آن، سلول‌های عصبی به صورت مدارها، ستون‌ها و مناطق مختلف عملکردی به هم پیوسته دارند. ساختار شبکه عصبی مغز باعث می‌شود ارتباط بین مناطق مختلف برقرار شود. این ساختار به پردازش فعالیت‌های فضا-زمانی خاص بر روی سلول‌های عصبی اختصاص دارد و اساس فیزیکی و بیولوژیکی شناخت را تشکیل می‌دهد.

با توجه به مجموعه‌ی بزرگی از داده‌های تلسکوپی که در دهه‌های طولانی جمع شده‌اند، به نظر می‌رسد جهان با یک مدل فیزیکی به نام ماده تاریک سرد لامبدا به خوبی توصیف شده است. این مدل گرانش ماده معمولی و ماده تاریک، انبساط فضا-زمان که توسط نسبیت عام توصیف شده و انرژی ضدگرانشی مرتبط با فضای خالی که انرژی تاریک نامیده می‌شود را توصیف می‌کند.

اگرچه فعل و انفعالات فیزیکی مربوطه در دو سیستم مغز و کیهان کاملاً متفاوت هستند، اما مشاهدۀ آنها از طریق تکنیک‌های میکروسکوپی و تلسکوپی یک مورفولوژی مشابه‌ دلهره‌آور را به تصویر می‌کشد، تا جایی که به شکل عجیبی شبکه کیهانی و شبکه نورون‌ها به هم شباهت دارند.

دکتر فرانکو وازا، اخترفیزیکدان در دانشگاه بولونیا، گفت: ما تراکم طیفی هر دو سیستم را محاسبه کردیم. این روشی است که در کیهان‌شناسی برای مطالعه‌ی توزیع فضای بین کهکشان‌ها به کار می‌رود. تجزیه و تحلیل ما نشان می‌دهد که توزیع نوسانات درون شبکۀ عصبی مخچه در مقیاس ۱ میکرومتر تا ۰.۱ میلی‌متر، همان شباهت توزیع ماده را در شبکه کیهانی دارد، البته مقیاس شبکه کیهانی بسیار بزرگ است و چیزی بین ۵ میلیون تا ۵۰۰ میلیون سال نوری را در بر می‌گیرد.

همچنین محققان برخی از پارامترهای توصیف‌کنندۀ شبکه عصبی و شبکه کیهانی، نظیر میانگین تعداد اتصالات در هر گره و تمایل به خوشه‌بندی چندین اتصال در گره‌های مرکزی مربوط به داخل این شبکه‌ها را محاسبه کردند. دکتر فلتی گفت: با وجود تفاوت چشمگیر و آشکار بین قدرت‌های فیزیکی تنظیم‌کنندۀ کهکشان‌ها و سلول‌های عصبی، ارتباط بین دو شبکه از نظر اصول فیزیکی مشابه، تکامل می‌یابند. در واقع این دو شبکه‌ی پیچیده، شباهت‌های بیشتری نسبت به شبکه‌های مشترک بین کیهان و کهکشان یا شبکه عصبی و درون جسم نورونی نشان می‌دهند. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Frontiers of Physics منتشر شده است.

منبعsci-news.com