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La struc­ture de l’uni­vers ressemble de façon trou­blante à celle du cerveau humain

par   Sarah Ben Bouzid   | 18 novembre 2020

L’as­tro­phy­si­cien Franco Vazza, de l’uni­ver­sité de Bologne, et son confrère neuro­chi­rur­gien Alberto Feletti, de l’uni­ver­sité de Vérone, ont étudié les simi­li­tudes entre le réseau cosmique des galaxies et le réseau des cellules neuro­nales du cerveau humain, soit les deux systèmes les plus complexes de la nature. Dans une étude publiée dans la revue Fron­tiers of Physics, ils concluent que même si leur échelle est clai­re­ment diffé­rente, leur struc­ture est éton­ne­ment simi­laire, annonçait The Inde­pendent le 17 novembre.

À gauche, le cortex céré­bral, à droite, le réseau cosmique

Cette étude suggère que même des proces­sus physiques très diffé­rents peuvent conduire à des struc­tures complexes et orga­ni­sées de façon très simi­laire. Le cerveau humain fonc­tionne grâce à son vaste réseau neuro­nal, qui contient envi­ron 69 milliards de neurones. L’uni­vers, lui, est consti­tué d’un réseau cosmique d’au moins 100 milliards de galaxies.

Dans les deux systèmes, galaxies et neurones s’or­ga­nisent en longs fila­ments ou en nœuds entre les fila­ments. Et dans les deux cas, seuls 30 % de leur masse est compo­sée de galaxies ou de neurones. Les 70 % restants sont consti­tués de compo­sants jouant un rôle appa­rem­ment passif : le liquide céré­bral dans le cerveau, l’éner­gie noire dans l’uni­vers obser­vable.

Partant des carac­té­ris­tiques communes aux deux systèmes, les cher­cheurs ont comparé une simu­la­tion du réseau de galaxies à des sections du cortex céré­bral et du cerve­let. L’objec­tif était d’ob­ser­ver comment les fluc­tua­tions de la matière se dispersent à des échelles aussi contraires. « Notre analyse a montré que la distri­bu­tion de la fluc­tua­tion au sein du réseau neuro­nal du cerve­let sur une échelle allant de 1 micro­mètre à 0,1 milli­mètre suit la même distri­bu­tion de la matière dans le réseau cosmique, mais bien sûr, à une échelle plus grande allant de 5 millions à 500 millions d’an­nées-lumière » explique Franco Vazza. 

Enfin, les deux cher­cheurs ont calculé le nombre moyen de connexions dans chaque nœud, et la tendance à regrou­per plusieurs connexions dans les nœuds centraux des réseaux neuro­naux et cosmiques. « Une fois de plus, la connec­ti­vité au sein des deux réseaux évolue selon des prin­cipes physiques simi­laires, malgré la diffé­rence frap­pante et évidente entre les puis­sances physiques régu­lant les galaxies et celles régis­sant les neurones », ajoute Alberto Feletti. 

Ces deux réseaux complexes présen­te­raient par ailleurs plus de simi­li­tudes que ne partagent le réseau cosmique et une galaxie, ou un réseau neuro­nal et l’in­té­rieur d’un neurone. Hallu­ci­nant.

Source : The Inde­pendent

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