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Similitudes entre le cerveau humain et l'univers

Dans l'article référencé ci-dessous, publié par Frontiers in Physics, deux chercheurs pensent avoir observé des similitudes intéressantes entre le cerveau humain et l'univers, du moins tel que celui-ci est connu aujourd'hui.

Il s'agit de l'astrophysicien Franco Vazza et du neurobiologiste Alberto Feletti.

Rappelons seulement que pour avoir une vue objective, c'est-à-dire à peu près scientifique, de l'univers, il faudrait en sortir, ce qui est évidemment impossible. Les cosmologistes ne peuvent faire à son sujet que des hypothèses: est-il limité ou illimité ? Se renouvelle-t-il régulièrement ? Existe-t-il plusieurs univers (multivers, et dans ce cas sont-ils comparables ? 

Ceci dit, on peut observer en ce qui concerne ces deux structures des similitudes de formes intéressantes. Ainsi le cerveau humain contiendrait 86 milliards de neurones, reliés par des millions de milliards de synapses. L'Univers observable, pour sa part, est formé d'au moins 100 milliards de galaxies, reliées elles aussi par des filaments et des nœuds extra-galactiques constitués d'astres moins denses.

Les auteurs de l'article sont allés plus loin. Ils ont utilisé une méthode dite d'analyse de la densité spectrale de puissance, utilisée non seulement en cosmologie mais dans de nombreuses autres disciplines et trop complexe pour être résumée ici. Ils ont constaté  que la distribution des fluctuations au sein du réseau neuronal du cerveau  sur une échelle allant de 1 micromètre à 0,1 millimètre suit la même progression que celle de la distribution de la matière dans le cosmos à l'échelle de 5 millions à 500 millions d'années-lumière .On nomme fluctuation au sein d'un réseau les variations de tension au sein de ce réseau pouvant se traduire par des variations de distribution de la matière constituant celui-ci.

Les chercheurs ont aussi cherché à comparer les quantités globales d'informations que chaque système pourrait mémoriser. On estime que le cerveau humain est capable de stocker 2,5 petabytes de mémoire. Pour l'Univers, il a été calculé qu'il faudrait 4,3 petabytes de mémoire pour stocker toutes les informations des structures cosmiques observables. Les ordres de grandeur sont voisins.

Faudrait-il s'étonner de ces similitudes ? Sans doute pas puisque l'univers est, selon les théories physiques actuelles, constitué des mêmes particules élémentaires que la matière observable. Il est tout à fait imaginable que celles-ci aient fait appel à des lois communes en formant des structures plus complexes.

Faudrait-il en déduire que l'univers pourrait disposer d'une « conscience » analogue à celle du cerveau humain, mais à une toute autre échelle ? Ceci pourrait expliquer le phénomène dit de « conscience cosmique » telle qu'imaginée par certains scientifiques, dont au 19e siècle le psychiatre Richard Maurice Bucke . Cette croyance en une conscience cosmique continue aujourd'hui à inspirer la plupart des religions.

Observons pour notre part que la mécanique quantique constamment utilisée et vérifiée aujourd'hui repose sur l 'étude des éléments d'informations élémentaires dits bits quantique ou Q-bits. Ceux-ci ne font pas appel à des références au temps ou à l'espace. La mécanique quantique, c'est-à-dire l'univers quantique, a été pourtant été inventée par des cerveaux humains strictement confinés dans le temps et l'espace.

On ajoutera que l'article mentionne  deux éléments essentiels attribués à l'univers, la matière noire ou invisible qui le compose en grande partie, et l'energie noire, responsable de son expansion. Le cerveau comporte peut-être des composants invisibles, mais une fois adulte, il ne change pas de dimension, sinon rétrécir un peu l'âge venant. 

Référence

The Quantitative Comparison Between the Neuronal Network and the Cosmic Web
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphy.2020.525731/full

We investigate the similarities between two of the most challenging and complex systems in Nature: the network of neuronal cells in the human brain, and the cosmic network of galaxies. We explore the structural, morphological, network properties and the memory capacity of these two fascinating systems, with a quantitative approach. In order to have an homogeneous analysis of both systems, our procedure does not consider the true neural connectivity but an approximation of it, based on simple proximity. The tantalizing degree of similarity that our analysis exposes seems to suggest that the self-organization of both complex systems is likely being shaped by similar principles of network dynamics, despite the radically different scales and processes at play.

 

20/11/2020
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