“科学は精神性と互換性があるだけでなく、精神性の深遠な源です。 私たちは光年の広大で、年齢の経過中に私たちの場所を認識するとき、私たちは人生の複雑さ、美しさと繊細さを把握するとき、その高騰感、高揚感と謙遜”-カール-セーガン”悪魔のお化けの世界。「
宇宙について学んだ私は、Saganがそれらを説明しているように、より広いすべてとのつながりをよりよく理解するので、精神的な瞬間を感じました。 私が最初に私が文字通り星の灰で作られていることを知ったときのように–私の体の原子は超新星によって永遠のエーテルに広がった。 もう一つの精神的な瞬間は、初めてこのイメージを見ていた:
銀河団とそれらの物質と暗黒物質の接続されたフィラメントと並置された脳内のニューロン。 類似点はすぐに明らかです。 含意か。 あなたはあなたの頭の中に宇宙全体を持っているかもしれません。 しかし、画像間の類似性は、単にアポフェニアの場合であり、実際には存在しない知覚的な類似性である可能性があります。 結局のところ、これらの2つのことは、それらの間の規模の大きな違いを考えると、どのように似ていますか？ しかし、脳のニューロンのネットワークと宇宙の銀河のウェブの間の視覚的な類似性を超えて、客観的な測定は、彼らが本当にどれだけ似ているかを比較 それはFranco Vazza（ボローニャ大学の天体物理学者）とAlberto Feletti（ヴェローナ大学の神経外科医）が、”Frontiers Of Physics”の出版のために両方の分野を組み合わせて発見するために着手したも”
銀河間リンク
人間の脳は文字通り宇宙で知られている最も複雑な構造の一つであり、それ自体がすべての複雑さの中で最大のものです。 感覚からの入力を処理し、神経系を介してあなたの体に信号を送信する細胞–あなたの脳は約80億ニューロンを持っています。 ニューロンはまた、軸索と樹状突起と呼ばれる接続を介して互いに通信し、ネットワーク化されています。 あなたが誰であるかを作成するニューラルネットワークを形成するニューロン間の100兆の接続のオーダーにあります。
-Patrick Hsieh CC BY-SA4.0
宇宙は同様にネットワーク化されています。 私たちは空間を…まあ…空間の広大な領域によって分離されたオブジェクトと考えるかもしれませんが、それは完全にそうではありません。 私たちの科学機器で見る宇宙は、直径約900億光年の”観測可能な宇宙”と呼ばれ、数千億から数兆の銀河を含んでいます。 これらの銀河は、私たちの天の川のように、何十億もの星の集まりであり、それ自体が銀河団にグループ化されています。 私たちの天の川銀河は、近隣のアンドロメダ銀河と三角銀河だけでなく、50の他の銀河を含む”ローカルグループ”の一部です。 これらの銀河は、順番に乙女座超銀河団と呼ばれる大きなグループの一部です。 グループとクラスターの間の空間は空ではなく、数百万光年にわたって伸びる普通の物質と暗黒物質の両方のフィラメントを結ぶホストです。 このようにして、宇宙はすべて脳のニューラルネットワークと同様に相互接続された銀河団の巨大なネットワークと考えることができます。 そのネットワークはコズミックウェブと呼ばれています。
宇宙の中の宇宙
両方のネットワーク間の定量的な類似点を見つける研究は、神経科学と天体物理学のパートナーシップの中で生まれた。 両方の分野の技術とツールを使用して、VazzとFelettiは、知覚された視覚的類似性を超えて定量化可能な類似性を見つけるために、これら二つのネットワークを見 これらのネットワークは同等であり、もしそうなら、それはどういう意味ですか？
研究者たちは、言語、感覚情報、思考、記憶、意識の処理を担う脳の外側の層である人間の皮質の4マイクロメートルの厚さのスライスを使用しました。 これらは25メガパーセク（1パーセク=約）と比較された。 3.26光年）宇宙の1万立方メガパーセクのコンピュータシミュレートされたボリュームから撮影された宇宙の厚い”スライス”。 脳と宇宙のスライスは、両方の大きさが互いに異なる27桁であることを考えると、厚さが比較的同等です。
-Vazza FとFeletti A(2020)
スライスが調べられたスケールに応じて–構造の類似性は必ずしも明らかではなかった。 しかし、脳組織の40倍の倍率で、研究者は構造の類似性を見始めました。 40倍の倍率は、脳では0.01-1.6mm、宇宙では1-100メガパーセクのスケールを表しています。 ここでは、神経ネットワークは銀河団のように見えます。 さらに，ネットワークの類似性を客観的に測定し，二つの技術を用いて比較することができる。 一つは，与えられたネットワークにおけるネットワーク接続の長さと接続の程度を測定する”ネットワーク度中心性”である。 ニューロンの核または中心は、接続軸線および樹状突起の長さよりも半径がはるかに小さい。 同様に、銀河団は、接続フィラメントの長さよりも半径がはるかに小さい。 両ネットワークを客観的に比較する第二の方法は、各接続ノード（ニューロンまたは銀河団）に隣接する構造の量を定量化し、その構造をネットワーク内のランダムな点と比較する”クラスタリング係数”である。 この比較は、両方のネットワークで組織とランダム性を対比しています。
これらのスケールでの技術を適用すると、VazzとFelettiは脳と宇宙の両方の間に「顕著な」類似点を見出しました。 彼らはまた、ネットワークは、木の枝、雲形成のダイナミクス、または水の乱流を含む他の生物学的および物理的構造よりも互いに似ていることを発見した。 これらの他の構造は本質的にフラクタルである。 フラクタルパターンは自己繰り返しであり、あなたがそれらを観察するスケールに関係なく、同じように見えます。 これとは対照的に、宇宙はより大きなスケールよりも小さいでは全く異なって見えます。 銀河や太陽系は、彼らが作成する宇宙のウェブに似ていません。 だから、あまりにも脳はもはや異なるスケールで観察されたときにニューラルネットワークに似ていません。 スケール自体は、彼らが自分自身を整理する方法の面でこれらの構造の作成に重要であるかもしれません。
研究者らは、”これら二つのシステムの空間スケールの劇的な格差にもかかわらず、同様のネットワーク構成が全く異なる物理プロセスの相互作用から出てくる可能性があり、同様のレベルの複雑さと自己組織化をもたらすという事実を示唆している”と結論づけている。「言い換えれば、脳と宇宙のようなネットワークは、大きさが全く異なり、異なるプロセス（重力対生物学）によって形成されながら、同様の構造を共有する しかし、それは何かが進化し、同様の方法で成長する可能性があります。
研究者らは、脳と宇宙のウェブの間に他の二つの興味深い類似点を指摘しました。 最初のものは構成の比率でした。 脳は77％の水であり、同様に宇宙のウェブは約73％のダークエネルギーである。 水とダークエネルギーはネットワーク自体の一部ではなく、「受動的な物質」または受動的なエネルギーと考えられています。 受動的な物質/エネルギーの存在と比率は、これらのネットワークがどのように形成されるかに関連している可能性があります。 第二の魅力的な類似点は、シミュレートされた宇宙モデルをマッピングするために必要なコンピュータデータの量は、人間の脳の理論的な記憶記憶限界に匹敵するということです。 宇宙のウェブが明らかになるスケールで観測可能な宇宙の進化をシミュレートするためには、1-10ペタバイト（1ペタバイト=1000テラバイト）のデータが必要である。 人間の脳の総記憶容量の推定値は約2.5ペタバイトです。 人間は理論的に観測可能な宇宙の構造のかなりの部分を脳の中に保存することができます。 あるいは、さらに驚くべきことに、宇宙のウェブは理論的には生涯の人間の経験のデータを保存することができます。
類似点と同様に、宇宙のウェブと脳の間には違いがあります。 使用された脳のサンプルは皮質からのものでしたが、脳全体は均一ではありません。 脳のさまざまな部分はさまざまな目的のために構造化されていますが、宇宙の重要な特徴はほぼすべての方向での均一性です。 脳内のニューロン間のリンクは感覚情報の伝達のためのものであり、宇宙内のリンクはエネルギーと物質だけを伝達します。 VazzとFelettiは、彼らの研究が脳と宇宙の間のさらに多くの類似点を発見するために、より強力なアルゴリズムの開発を刺激することを願っています。 おそらく、完全に異なるプロセスから生まれた二つのネットワークが非常に密接に似ている原因となる条件について学びます。
カール-セーガンは、私たちの体が文字通り星で作られている方法を説明しているのを聞いたことがあります。 今私達は私達の頭脳がそれらのように同様に模造されるかもしれないことを理解し始めている。 つながりの宇宙全体があなたの心の中にあります–宇宙の中の宇宙–そしてそれを生み出した他の人に手を差し伸べることができるもの。 数十億の星に触れる数十億のニューロン–確かに精神的な。
もっと探索する：
研究で使用された実際のシミュレートされた宇宙画像: https://cosmosimfrazza.myfreesites.net/cosmic-web-and-brain-network-datasets
人間の脳は宇宙に似ていますか？ /エウレカレ！” 科学ニュース
上記のように以下のように芸術展示
あなたの脳は宇宙のウェブのようにどのように（nautil.us)
宇宙のつながりを探る&六つのインタラクティブアートインスタレーションを通じて”下のように上のように”(arxiv.org）
イーサンに尋ねる：宇宙自体は生きていますか？ (forbes.com）
宇宙の大きさはどれくらいですか？ -今日の宇宙
フィラメントが宇宙の網に織り込まれている様子(arxiv.org)
アクエリアス暗黒物質シミュレーション動画-ESO
