ახალი კვლევა ადამიანის თავის ტვინსა და სამყაროს შორის უცნაური სტრუქტურული მსგავსების შესახებ — #1tvმეცნიერება
ახალი კვლევა ადამიანის თავის ტვინსა და სამყაროს შორის უცნაური სტრუქტურული მსგავსების შესახებ — #1tvმეცნიერება

სამყაროს ერთ-ერთი მომაჯადოებელი უცნაურობა ის არის, რომ მისი ფორმები და მახასიათებლები შეიძლება შეგვხვდეს სრულიად განსხვავებულ კონტექსტშიც — ე. წ. ოქროს სპირალი შეგვიძლია ვნახოთ როგორც ადამიანის ყურის შემადგენელ ერთ-ერთ ნაწილში, ლოკოკინაში, ისე სპირალური გალაქტიკის ფორმაში; სისხლძარღვების ფრაქტალური გეომეტრია კი შევნიშნოთ განტოტვილ ელვაში.

ახალ საპილოტე კვლევაში, ერთმა ასტროფიზიკოსმა და ნეიროქირურგმა ეს საკითხი ახალ სიმაღლეზე აიყვანეს; რაოდენობრივი ანალიზის გამოყენებით, მათ ერთმანეთს შეადარეს ბუნების ორი ყველაზე კომპლექსური სტრუქტურა — ადამიანის თავის ტვინის ნერვული ქსელი და გალაქტიკებისა და სამყაროს კოსმოსური ქსელი.

შეიძლება გინახავთ ინტერნეტში ფართოდ გავრცელებული სურათი, რომელზეც გვერდიგვერდ არის ასახული ადამიანის ნეირონი და სიმულირებული გალაქტიკათგროვა. ფოტოზე ისინი საოცრად ჰგვანან ერთმანეთს.

თუმცა, ადამიანის თავის ტვინსა და სამყაროში იმაზე გაცილებით ბევრი რამ არის, ვიდრე ისინი ერთი შეხედვით ჩანს.

შესაბამისად, ბოლონიის უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსმა ფრანკო ვაცამ და ვერონის უნივერსიტეტის ნეიროქირურგმა ალბერტო ფელეტიმ გასული რამდენიმე წელიწადი მიუძღვნეს იმის კვლევას, არის თუ არა ეს მსგავსებები იმაზე მეტი, ვიდრე გარედან ჩანს.

ჯერ კიდევ 2017 წელს ისინი განმარტავდნენ:

„გალაქტიკები შეიძლება დაჯგუფდნენ უზარმაზარ სტრუქტურებად (უწოდებენ გროვებს, სუპერგროვებს, ფილამენტებს), რომლებიც ასობით მილიონი სინათლის წლის მანძილზეა გადაჭიმული. ამ სტრუქტურებს შორის საზღვარს წარმოადგენს ცარიელი სივრცე, სახელად კოსმოსური ვოიდი, რომელიც შეიძლება უკიდურესად კომპლექსური იყოს.

ამ საზღვრებთან, გრავიტაცია მატერიას წამში ათასობით კილომეტრამდე აჩქარებს, რაც გალაქტიკათშორის გაზებში წარმოქმნის შოკურ ტალღებსა და ტურბულენტობას.

ჩვენი პროგნოზით, ვოიდი-ფილამენტების საზღვრები სამყაროს ერთ-ერთი ყველაზე კომპლექსური სივრცეა, თუკი მისი აღწერისთვის საჭირო ინფორმაციის ბაიტების ოდენობით ვიმსჯელებთ.

ეს კი გვაფიქრებინებს: არის თუ არა ის თავის ტვინზე კომპლექსური?“

სტრუქტურის ეს ორი ტიპი ზომით ერთმანეთისგან 27 სიდიდის რიგით განსხვავდება (ეს კი გახლავთ მილიარდ მილიარდ მილიარდი). როგორც ჯგუფის მიერ მიღებული შედეგები მიუთითებს, მიუხედავად იმისა, რომ სამყაროსა და ადამიანის თავის ტვინის სტრუქტურების წარმომქმნელი პროცესები ერთმანეთისგან უკიდურესად განსხვავებულია, მათ შეიძლება კომპლექსურობისა და თვითორგანიზების კომპლექსურობის ერთნაირი დონე გააჩნდეთ.

კვლევის საწყისი წერტილი ამ ორს შორის მსგავსებათა გარკვევა იყო. ადამიანის ნათხემს დაახლოებით 69 მილიარდი ნეირონი აქვს; დაკვირვებადი კოსმოსური აბლაბუდა შეიცავს 100 მილიარდზე მეტ გალაქტიკას. ეს ერთი.

ორივე სისტემა მოწყობილია კარგად განსაზღვრულ ქსელებად, ფილამენტებით დაკავშირებული კვანძებით (ნეირონები ტვინში, გალაქტიკები სამყაროში).

ნეირონებსაც და გალაქტიკებსაც აქვთ ტიპური მასშტაბის რადიუსი, რომელიც ფილამენტების სიგრძის მხოლოდ მცირე ნაწილია. კვანძებს შორის ინფორმაციისა და ენერგიის დინება მხოლოდ 25 პროცენტია იმ მასისა და ენერგიისა, რასაც თითოეული ეს სისტემა შეიცავს.

გარდა ამისა, არსებობს მსგავსება თავის ტვინისა და სამყაროს შემადგენლობას შორის. ტვინის 77 პროცენტს წყალი შეადგენს, სამყაროს დაახლოებით 72 პროცენტს კ ბნელი ენერგია.

ორივე მათგანი აშკარად პასიური მასალებია, რომლებიც თავიანთ შესაბამის სისტემაში აღწევენ და საკუთარ შიდა სტრუქტურებში მხოლოდ არაპირდაპირ როლს ასრულებენ.

ამ მსგავსებათა განსაზღვრის შემდეგ, ფოტოებზე დაყრდნობით, ჯგუფმა ორივე მათგანის რაოდენობრივი შედარება ჩაატარა. ადამიანის თავის ტვინის ნათხემი და ქერქი მათ სხვადასხვა მასშტაბზე გადიდებული აიღეს და კოსმოსური აბლაბუდას სიმულაციებს შეადარეს.

ამით ისინი ეძებდნენ მსგავსებებს მატერიის სიმკვრივის რყევებში თავის ტვინსა და კოსმოსურ აბლაბუდას შორის. დაადგინეს, რომ მიუხედავად სრულიად განსხვავებული მასშტაბებისა, რყევათა შედარებითი გადანაწილება ამ ორ სისტემას შორის საოცრად ჰგავს ერთმანეთს.

„გამოვიანგარიშეთ ორივე სისტემის სპექტრული სიმკვრივე. ეს გახლავთ მეთოდი, რომელსაც კოსმოლოგიაში ხშირად იყენებენ გალაქტიკათა სივრცული გადანაწილების შესასწავლად“, — ამბობს ვაცა.

მისივე თქმით, მათმა ანალიზებმა აჩვენა, რომ ადამიანის თავის ტვინის ნათხემის ნეირონულ ქსელში რყევათა გადანაწილება 1 მიკრომეტრიდან 0,1 მილიმეტრის მასშტაბაბზე, იმავე პროგრესიას მიჰყვება, რასაც მატერია კოსმოსურ აბლაბუდაში, მაგრამ რა თქმა უნდა, გაცილებით დიდ მასშტაბზე — 5-დან 500 მილიონ სინათლის წელიწადზე.

თუმცა, ეს ყველაფერი არ იყო.

ჯგუფმა შეისწავლა სხვა მორფოლოგიური მახასიათებლებიც, მაგალითად, თითოეული კვანძის შემაერთებელი ფილამენტების რაოდენობა. 3800 – 4700 კვანძზე დაყრდნობით აღმოჩნდა, რომ თითოეულს საშუალოდ 3,8 – 4,1 შემაერთებელი აქვს. რაც შეეხება ადამიანის თავის ტვინის ნათხემს, 1800 – 2000 კვანძის მაგალითზე აღმოჩნდა, რომ თოთოეულს საშუალოდ 4,6 – 5,4 შემაერთებელი აქვს.

გარდა ამისა, ორივე სისტემამ აჩვენა შეერთებათა შეჯგუფება ცენტრალურ კვანძთა გარშემო. და კიდევ, ორივეს ერთნაირი ინფორმაციული ტევადობა უნდა ჰქონდეს.

ერთ-ერთი ახალი კვლევა მიუთითებს, რომ ადამიანის ტვინს 2,5 პეტაბაიტი ინფორმაციის დატევა შეუძლია. ვაცას მიერ ჩატარებული კიდევ ერთი კვლევის მიხედვით კ, სამყაროს კომპლექსურობის შესახებ ინფორმაცის შესანახად საჭიროა 4,3 პეტაბაიტის მოცულობა.

„უხეშად რომ ვთქვათ, მეხსიერების ტევადობის ეს მსგავსება ნიშნავს იმას, რომ მთელი ინფორმაცია, რაც ადამიანის თავის ტვინში ინახება (მაგალითად, მთელი სიცოცხლის გამოცდილება), შეიძლება დავშიფროთ სამყაროში გალაქტიკების გადანაწილებადაც“, — წერდნენ მკვლევრები 2017 წელს.

რა თქმა უნდა, ეს იმას არ ნიშნავს, რომ სამყარო ტვინია ან შეგრძნების უნარი აქვს. ეს უბრალოდ მიანიშნებს, რომ კანონები, რომლებიც ამ ორი სტრუქტურის ზრდას მართავს, შეიძლება, ერთი და იგივე იყოს.

2012 წელს სიმულაციებზე ჩატარებული კვლევის მიხედვით, მიზეზობრივი ქსელი, რომელიც ჩვენს აჩქარებად სამყაროში ფართომასშტაბიან სივრცე-დროის სტრუქტურად არის წარმოდგენილი, გახლავთ ექსპონენციალური კანონის გრაფიკს, რომელიც ძალიან ჰგავს ადამიანის თავის ტვინს.

ვაცასა და ფელეტის მიერ ჩატარებულმა კვლევებმა შეიძლება გაამარტივოს ამ კანონთა უკეთ გაგება.

„კიდევ ერთხელ ვიმეორებთ, გამოვლინდა, რომ სტრუქტურული პარამეტრები მოულოდნელი დონის თანხვედრაშია. სავარაუდოდ, დაკავშირებადობა ამ ორ ქსელში ფიზიკის ერთნაირი პრინციპების მიყოლის შედეგად ჩამოყალიბდა, მიუხედავად იმ საოცარი და აშკარა სხვაობისა, რაც გალაქტიკებისა და ნეირონების რეგულირების ფიზიკურ ძალებს შორის არსებობს“, — ამბობს ფელეტი.

კვლევა ჟურნალ Frontiers in Physics-ში გამოქვეყნდა.

მომზადებულია eurekalert.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.

დატოვე კომენტარი