09:35 12 Maio 2021
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    Astrofísico e neurocirurgião italianos usaram análises quantitativas para comparar dois dos sistemas mais complexos da natureza: a rede neural no cérebro humano e a rede cósmica de galáxias no Universo.

    Franco Vazza e Alberto Feletti, astrofísico e neurocirurgião, respectivamente, revelaram semelhanças estruturais impressionantes entre a estrutura do cérebro humano e do Universo, comparando as imagens ampliadas de um corte histológico de uma rede de células neuronais do cérebro com a rede de galáxias que constituem o Universo.

    Os dois tipos de estruturas diferem em escala, em cerca de 27 ordens de magnitude, isto é, o Universo é um bilhão de trilhões de trilhões maior que nosso cérebro, mas a análise de ambos revelou que diferentes processos físicos podem levar ao surgimento de estruturas semelhantes em complexidade e auto-organização, segundo o estudo da dupla publicado na revista Frontiers of Physics.

    O que revelou a comparação?

    O cerebelo humano tem cerca de 69 bilhões de neurônios, enquanto a teia cósmica observável contém mais de 100 bilhões de galáxias. Além disso, ambos os sistemas são organizados em redes bem definidas, com nós (neurônios no cérebro, galáxias no Universo) conectados por meio de filamentos.

    Assim, comparamos a) diferentes fatias ampliadas do córtex humano e do cerebelo, obtidas a partir de dados histológicos; b) fatias simuladas da teia cósmica de minhas simulações ENZO (código de refinamento de malha adaptável para astrofísica).

    Finalmente, ambos são materiais aparentemente passivos, com 70% da massa, ou energia, dentro de cada sistema formado por elementos que desempenham apenas um papel indireto em suas estruturas internas. Neste caso, a água no cérebro e energia escura no Universo observável.

    Sobre resultados

    Graças ao estudo, a dupla descobriu a existência de semelhanças nas flutuações da densidade da matéria entre o cérebro e a teia cósmica.

    "Nossa análise mostrou que a distribuição da flutuação dentro da rede neural do cerebelo em uma escala de um micrômetro a 0,1 milímetro segue a mesma progressão que a distribuição da matéria na rede cósmica, mas, é claro, em uma escala superior de cinco milhões a 500 milhões de anos-luz", observou Vazza.

    "Provavelmente, a conectividade dentro das duas redes evolui seguindo princípios físicos semelhantes, apesar da diferença notável e óbvia entre os poderes físicos que regulam galáxias e neurônios", explicou Feletti, que sublinhou os "níveis inesperados de similaridade".

    Os dois cientistas esperam que o novo método encontre aplicação em cosmologia e neurocirurgia, ajudando a entender melhor a dinâmica da evolução temporal do cérebro humano e do Universo.

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    Tags:
    descoberta, ciência, astrofísica, evolução, cérebro, universo
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