글/ 소로(蕭路)
【정견뉴스】
이탈리아 볼로냐 대학의 프랑코 바짜(Franco Vazza) 교수와 베로나(Verona) 대학 신경외과 의사 알베르토 펠레티(Alberto Feletti)가 사람 뉴런세포의 회로망이 거시 우주 항성계의 회로망과 비교해 깜짝 놀랄만한 유사점을 발견했다.
2020년 11울 6일 ‘Frontiers of Physics’에 발표한 논문에서 두 저자는 자연계에서 가장 도전적이고 가장 복잡한 두 계통인 우주 항성계와 사람 뇌신경의 뉴런 사이의 유사성을 연구했다.
비록 물리적인 스케일은 완전히 다르지만 두 저자는 정량분석을 통해 서로 다른 두 물리과정이 유사한 정도의 복잡성과 자기조직시스템 구조를 갖추고 있다고 했다.
흔히 사람 뇌의 기능은 광범위한 뉴런의 신경회로망에 달려있다고 한다. 이 회로망은 대략 690억 개의 뉴런이 포함된다. 또 우리가 관측할 수 있는 우주는 적어도 1000억 개의 항성계 회로망으로 연결되어 있다.
유사한 것은 두 계통에서 오직 30%의 질량만이 항성계 또는 뉴런을 구성한다. 뿐만이 아니라 항성계와 뉴런은 각각 자신을 긴 끈 모양 구조 내지는 끈 사이의 마디 속에 배열하고 있다. 마지막으로 두 계통의 70%의 질량 또는 에너지는 수동적인 역할을 하는 성분으로 구성된 것처럼 보이는데 대뇌는 물이고 우주에서는 암흑물질이다.
연구자들은 두 계통의 공동 특징에서 출발해 은하계와 대뇌 피층 및 소뇌 부분에 대한 모의실험을 했다. 이렇게 하는 목적은 물질의 파동이 이렇게 스케일이 완전히 다른 두 계통에서 어떻게 분산되어 있는지 관찰하려는 것이다.
“우리는 두 계통의 스펙트럼 밀도를 계산해봤습니다. 이것은 우주학에서 항성계공간의 분포를 연구할 때 흔히 사용하는 기술이죠.” 바짜 교수는 “우리의 분석에 따르면 소뇌 뉴런회로망 내의 파동분포는 1미크론에서 0.1밀리미터였습니다. 이것은 우주 항성계를 연결하는 물질분포와 유사한 과정을 따르고 있습니다. 물론 후자의 파장은 5백만 광년에서 5억 광년에 이릅니다.”라고 설명했다.
두 연구원은 또 일부 신경회로망과 우주회로망을 대표하는 매개변수를 계산했다. 마디마다 평균적인 연결수 및 연결망 속 중앙마디 속에 여러 개의 시냅스가 집중되는 추세를 발견했다.
“구조변수에서도 생각지도 못했던 유사성을 또다시 확정했습니다. 비록 항성계와 뉴런의 물리과정을 조절하는 것에는 분명한 차이가 있지만 두 회로망 사이의 연결성은 비슷한 물리원칙에 따라 발전되어 이뤄진 겁니다. 이 두 복잡한 회로망의 유사성은 항성계 회로망과 항성계 사이 또는 뉴런 회로망과 뉴런 사이의 유사성보다 훨씬 더 높았습니다.”
이 대담한 연구결과는 많은 이들에게 힘을 주고 있다. 연구원들은 또 우주학과 신경외과라는 완전히 다른 두 영역에서 새롭고 효과적인 분석기술을 통해 사람들이 이 두 계통의 시간변화 배후에 있는 동력학을 더 잘 이해할 수 있게 할 것이다.
(에포크타임스에서 전재)
원문위치: https://www.zhengjian.org/node/263402