Como o universo, o cérebro humano pode estar em expansão

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Imagem: ESA/Hubble and NASA, R. Cohen
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*Este texto foi escrito por um colunista do TecMundo; saiba mais no final.

Se eu pudesse comparar a rede humana de neurônios no cérebro e a teia cósmica de galáxias, você perceberia semelhanças fascinantes. O astrofísico Franco Vazza e o neurocientista Alberto Feletti analisaram os números e compararam as duas estruturas numericamente, e tais semelhanças se tornaram ainda mais evidentes.

O nosso cérebro é composto por uma rede complexa com mais de 86 bilhões de neurônios, segundo a cientista brasileira Suzana Herculano, que formam 100 trilhões de conexões neurais. Os neurônios são agrupados em uma rede hierárquica de nós, filamentos e grupos neurais interconectados que moldam os pensamentos, sentimentos e emoções mais complexos que você imagina. Mas esses neurônios constituem menos de 25% da massa do cérebro, deixando os 75% restantes na forma de água.

NeuroniosIlustração mostra atividade cerebral (créditos: viktorov.pro/Shutterstock)

O universo observável, por sua vez, contém cerca de 100 bilhões de galáxias. O equilíbrio oscilante entre a atração da gravidade e a expansão acelerada do universo forma uma teia cósmica de filamentos semelhantes a fios compostos de matéria comum e escura.

Apesar dessas semelhanças imediatas, os cientistas quiseram dar uma olhada mais quantitativa nos dois sistemas. Então, por meio de um método chamado análise de espectro de potência, uma técnica frequentemente empregada na astrofísica para estudar a distribuição em grande escala das galáxias. Eles puderam medir a força de pequenas flutuações ao longo de uma gama de escalas espaciais de uma simulação de galáxias e seções do cerebelo e do córtex cerebral de um cérebro.

A análise mostrou que a distribuição da flutuação dentro da rede neuronal do cerebelo em uma escala de 1 micrômetro a 0,1 milímetro segue a mesma progressão da distribuição da matéria na teia cósmica, mas, em uma escala maior que vai de 5 milhões a 500 milhões de anos-luz.

galáxiaGaláxia espiral NGC 5728 (créditos: ESA/Hubble, A. Riess et al., J. Greene)

Ao comparar os espectros de energia de outros sistemas complexos, incluindo imagens de galhos de árvores, nuvens e turbulência da água,  os pesquisadores não conseguiram igualar a dupla: neurônios e universo. No entanto, os espectros de potência não dão nenhuma indicação sobre a complexidade dos sistemas. Para fazer isso, os cientistas pesquisaram as redes de ambos os sistemas, comparando o número médio de conexões por nós e como esses nós se agruparam.

Novamente, os padrões foram identificados com concordância inesperada. Levando-os a crer que, provavelmente, a conectividade dentro das duas redes seguem princípios físicos semelhantes, apesar da diferença notável e óbvia entre os poderes físicos que regulam galáxias e neurônios. É fascinante que a teia cósmica de nosso universo visível possa ter tanto em comum com a rede de neurônios em seu cérebro, ou ainda, que a complexa rede de neurônios em seu crânio faça um par melhor com a teia cósmica do que as células individuais do cérebro. No entanto, essas semelhanças só surgem quando os pesquisadores comparam uma escala específica de cada sistema.

Isso é importante para comparar algo infinito como o universo, ao seu finito cérebro. Dado que tudo em nosso universo está operando segundo as mesmas regras da física, não é difícil imaginar as milhares de mudanças que podem vir no futuro.

Fabiano de Abreu Rodrigues, colunista do TecMundo, é doutor e mestre em Ciências da Saúde nas áreas de Neurociências e Psicologia, com especialização em Propriedades Elétricas dos Neurônios (Harvard), programação em Python na USP e em Inteligência Artificial na IBM. Ele é membro da Mensa International, a associação de pessoas mais inteligentes do mundo, da Sociedade Portuguesa e Brasileira de Neurociência e da Federação Europeia de Neurociência. É diretor do Centro de Pesquisas e Análises Heráclito (CPAH), IPI Intel Technology e considerado um dos principais cientistas nacionais para estudos de inteligência e alto QI.