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Il nostro cervello è un Universo

9 Luglio 2021 di 

Il nostro cervello è un organo estremamente complesso, in cui convivono e coesistono fenomeni cellulari, molecolari e neuronali. Secondo recenti studi può essere rappresentato come una rete gerarchica multi-scala, in cui i neuroni si raggruppano in circuiti, colonne e diverse aree funzionali interconnesse.
La struttura della rete neuronale dà accesso ai collegamenti tra le diverse aree dedicate ai processi delle attività spazio-temporali e riferibili a determinati neuroni, formando la base fisica e biologica della cognizione.

 

La struttura dell’Universo


Anche l’Universo ha una struttura interconnessa. Esso è ragionevolmente ben descritto da un modello fisico chiamato modello Lambda-Cold Dark Matter, che mette in relazione la gravità della materia ordinaria e oscura, l’espansione dello spazio-tempo descritto dalla relatività generale, e l’energia anti-gravitazionale associata allo spazio vuoto, chiamata energia oscura.
All’interno di questo quadro, i più importanti elementi costitutivi della rete cosmica sono gli aloni dominati dalla materia oscura auto-gravitante, dove la materia ordinaria è collassata per formare le galassie. La distribuzione iniziale della materia si è sviluppata dando luogo ad ammassi di galassie, filamenti, pieni e vuoti, in una rete su larga scala in tutte le direzioni nello spazio.

 

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Il parallelo tra il cervello e l’Universo


Quello che è incredibile è che la morfologia della struttura cerebrale e dell’Universo sono simili. In particolare, è stata analizzata la densità spettrale di entrambi i sistemi, mostrando che la distribuzione delle fluttuazioni all’interno della rete neuronale del cervelletto su una scala da 1 micrometro a 0,1 mm segue la stessa progressione della distribuzione della materia nell’Universo, anche se scala più ampia (da 5 milioni a 500 milioni di anni luce).
Inoltre, il numero medio di connessioni in ogni nodo e la tendenza a raggruppare diverse connessioni in nodi centrali rilevanti all’interno della rete hanno dato, ancora una volta, livelli di similitudine inaspettati.
La spiegazione potrebbe essere che la connettività all’interno delle due reti si evolve seguendo princìpi fisici simili, nonostante la sorprendente ed evidente differenza tra la fisica che regola le galassie e i neuroni.
E ora, come vi sentite quando tutto vi porta a concludere che siamo un tassello di un maestoso quadro? Siamo una parte di un unico grande organismo vivente, piccola ma essenziale, che respira all’unisono col vento dell’Universo e reagisce ad esso e con esso. Una piccola cellula in un unico corpo.

 


Immagine di copertina: In alto: Neuroni e cellule gliali. In basso: Simulazione dell’Universo. Crediti: Center for Brain Injury and Repair, University of Pennsylvania School of Medicine / Springel et al.

Marco Sergio Erculiani

Marco Sergio Erculiani è laureato in Astronomia presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia di Padova e ha conseguito il dottorato in Scienze, Tecnologie e Misurazioni Spaziali presso il CISAS, con una tesi sulla simulazione in laboratorio di ambienti esoplanetari per la ricerca dei segnali di vita al di fuori del nostro Sistema Solare. Autore per numerose riviste scientifiche e blog, si occupa da sempre di divulgazione, e collabora a Bologna con l’Istituto Nazionale di Astrofisica dove supporta il gruppo SETI Italia nella ricerca di biomarker e costruzione di strumentazione tecnologica.

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