Pubblicato su Frontiers in Physics · Vol. 8, Art. 525731 · DOI: 10.3389/fphy.2020.525731
In questa ricerca pionieristica, il Prof. Feletti — neurochirurgo — e l'astrofisico Franco Vazza dell'Università di Bologna hanno indagato per la prima volta in modo quantitativo le sorprendenti analogie tra due dei sistemi più complessi della natura: la rete dei neuroni nel cervello umano e la rete cosmica delle galassie che compone la struttura su larga scala dell'universo.
Lo studio ha utilizzato metodi di analisi spettrale, tipicamente impiegati in cosmologia, applicandoli sia a campioni di tessuto cerebrale (corteccia cerebrale e cerebellare) sia a simulazioni cosmologiche ad alta risoluzione della distribuzione di materia oscura nell'universo.
Lo studio ha rivelato un grado sorprendente di somiglianza tra i due sistemi. Gli spettri di potenza delle fluttuazioni di densità nella rete neuronale e nella rete cosmica mostrano un accordo notevole su quasi due ordini di grandezza di scale spaziali, con un rapporto di scala di circa 10²⁷ tra i due sistemi.
Entrambi i sistemi sono organizzati in reti con circa 10¹⁰–10¹¹ nodi interconnessi da filamenti. In entrambi i casi, circa il 75% della massa/energia è costituita da un materiale apparentemente passivo (acqua nel cervello, energia oscura nell'universo). L'analisi di rete ha mostrato che entrambi i sistemi presentano proprietà di clustering significativamente superiori a reti casuali equivalenti.
La capacità di memoria stimata dei due sistemi è risultata sorprendentemente simile: circa 2,5 Petabyte per il cervello umano e circa 4,3 Petabyte per l'intera rete cosmica dell'universo osservabile.
Questi risultati suggeriscono che l'auto-organizzazione di entrambi i sistemi complessi è probabilmente modellata da principi simili di dinamica di rete, nonostante le scale e i processi fisici radicalmente diversi coinvolti. Lo studio ha ricevuto ampia copertura dalla stampa internazionale e ha aperto nuove prospettive nella ricerca interdisciplinare tra neuroscienze e cosmologia.
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