Het brein en het heelal delen veel gemeenschappelijke kenmerken

Het kosmologisch netwerk van het universum en het neurale netwerk van de hersenen lijken erg op elkaar. Het zijn twee entiteiten die ons allebei leven schenken en tegelijk vergelijkbare eigenschappen hebben. Het zijn ook allebei mysteries die we nog niet helemaal hebben opgelost.
Het brein en het heelal delen veel gemeenschappelijke kenmerken

Laatste update: 18 juli, 2022

Het brein en het heelal zijn twee entiteiten die extreem verschillend zijn in grootte. Toch liggen ze vrij dicht bij elkaar wat hun overeenkomsten betreft. Het ene lijkt inderdaad een metafoor voor het andere en omgekeerd. Het feit dat neuronen en melkwegstelsels zulke gelijksoortige morfologische raamwerken bouwen is fascinerend. In feite is het bijna moeilijk te geloven.

Het lijkt misschien belachelijk om naar gelijkenissen tussen deze twee dimensies te zoeken. Toch hebben zowel de neurowetenschap als de kwantumfysica jarenlang onderzoek gedaan naar de parameters die hen dichter bij elkaar brengen.

In dit verband publiceerde Vitaly Vanchurin, professor in de natuurkunde aan de Universiteit van Minnesota Duluth, een interessant artikel in 2020 (Engelse link).

Hij stelde de vraag, wat als het universum eigenlijk één groot neuraal netwerk was ? Uiteraard was deze premisse niet meer dan een manier om de wetenschappelijke gemeenschap uit te lokken beide kosmologieën diepgaander te onderzoeken: de menselijke en de kosmische.

Hoe dan ook, het leek het gewenste effect te hebben want even later ging de Universiteit van Bologna uitvoerig in op alle overeenkomsten van de twee universa. De gegevens waren buitengewoon interessant. Laten we eens kijken.

Hier sta ik, atomen met bewustzijn, materie met nieuwsgierigheid. Een universum van atomen. Een atoom in het heelal.”

Richard P. Feynman

Neuronen
Volgens natuurkundigen zou het universum zich op dezelfde manier kunnen uitbreiden en ontwikkelen als een groot brein.

Het brein en het heelal: hoe lijken ze op elkaar?

Alles wat we zijn, alles wat we zien, is opgebouwd uit micro- en macro-universa. Het zijn kleine en grote netwerken waarvan we gemaakt zijn en waarvan we deel uitmaken.

Veel beschavingen keken dagelijks naar de sterren, en creëerden fantastische kosmo-gonieën van oude goden en verhalen die onze oorsprong probeerden te begrijpen. Tegenwoordig kijken we graag in de weidsheid en zoeken naar sterrenbeelden. We wachten tot we een vallende ster zien, zodat we een wens kunnen doen.

Maar als we vanaf onze uiterst kleine planeet naar buiten kijken, zijn we ons niet bewust van de dichtheid van het heelal. Onbewust van het feit dat de sterrenbeelden zelf filamenten vormen die lijken op het neurale netwerk van een brein.

Astrofysicus, Franco Vazza van de Universiteit van Bologna en neurochirurg, Alberto Feletti van de Universiteit van Verona hebben juist dit onderwerp bestudeerd. In hun onderzoek (Engelse link), gepubliceerd in het tijdschrift, Frontiers in Physics, onthulden ze enkele unieke overeenkomsten tussen de hersenen en het universum. Ze zijn als volgt:

Op je schouders zit het meest complexe object in het bekende heelal.

-Michio Kaku-

Melkwegstelsels en neuronen zijn georganiseerd in ‘netwerken’

Volgens deze twee deskundigen is er, afgezien van de verschillen in grootte, een onmiskenbare overeenkomst tussen het brein en het heelal. Ze hebben dezelfde niveaus van complexiteit en zelforganisatie.

Bovendien zijn ze beide georganiseerd in netwerken, clusters van knooppunten, en verbindingen. In feite lijkt het kosmische netwerk van sterrenstelsels op het netwerk van alle zenuwcellen waaruit de hersenen bestaan.

Bovendien, terwijl het brein ongeveer 69 miljard neuronen herbergt, schat men dat er ongeveer 100 miljard sterrenstelsels in het heelal zijn. Het cijfer is ‘bijna’ gelijk. Beide bollen vertonen ook onderlinge verbindingsstructuren. Dit zijn filamenten die dichte en fascinerende netwerken vormen.

Water en donkere materie

De hersenen bestaan niet uitsluitend uit neuronen. Slechts 30 procent van zijn massa bestaat uit dat lichaam van zenuwcellen, maar de rest is water. Iets dergelijks gebeurt in het heelal. In feite wordt 70 procent ervan ingenomen door wat we donkere energie (Engelse link) noemen.

Dit is een soort niet-zichtbare massa die geen wisselwerking heeft met het elektromagnetische veld en die de sleutel zou zijn bij de vorming van elke kosmische structuur.

Daarom zijn de hersenen en het universum beide systemen waarin slechts 30 procent van hun ‘lichamen’ bestaat uit waarneembare structuren. De rest bestaat uit schijnbaar passieve materialen. Desalniettemin blijven ze de sleutel tot het voortbestaan en het ontstaan van alles wat zich in deze micro- en macro-werelden bevindt.

Neuronen in de hersenen
Het universum zet uit en groeit op dezelfde manier als een grootschalig brein dat zou doen.

Het brein en het heelal groeien en zetten uit

Om het brein te bestuderen, gebruiken onderzoekers secties om analyses uit te voeren. Met het heelal gaan ze bijna op dezelfde manier te werk. Ze snijden een netwerk van sterrenstelsels af en doen waarnemingen en surveys.

Het eerste dat ze ontdekten is wat we al vermeld hebben. Beide stelsels hebben dezelfde complexiteit en organisatie. Hun opzet is gebaseerd op knooppunten en verzamelingen verbindingen rond bepaalde kernen.

Een ander opmerkelijk aspect is dat de hersenen en het universum systemen zijn die op dezelfde manier groeien en uitdijen. In feite schat de astrofysicus Franco Vazza dat het universum op dezelfde manier groeit als een brein dat doet als het zich ontwikkelt.

‘Elektrische schoten’ tussen hersencellen ontstaan in het brein telkens als een verbinding tot stand komt en de groei ervan vordert. Sterrenstelsels bootsen hetzelfde verschijnsel na als ze uitdijen. In feite was het Edwin Hubble die ontdekte dat het heelal al miljarden jaren aan het uitdijen is.

Tegenwoordig weten we dat het heelal op een werkelijk gelijksoortige manier uitdijt als het brein. Neurale en kosmische netwerken lijken zo op elkaar dat het misschien niet zo gek is om de vraag te stellen die professor Vitaly Vanchurin ironisch voorstelde: wat als het heelal eigenlijk een neuraal netwerk was? Dat is het natuurlijk niet, maar het blijft een fascinerende gedachte. Wellicht ook interessant voor jou

Julian Barbour: tijd stroomt tegelijkertijd in beide richtingen
Verken je geest
Lees het op Verken je geest
Julian Barbour: tijd stroomt tegelijkertijd in beide richtingen

Julian Barbour is natuurkundeleraar aan de Universiteit van Oxford. Hij betoogt dat de tijd in twee richtingen tegelijk stroomt.