Antara jaringan sel saraf di otak dan jaringan galaksi kosmik terdapat suatu kemiripan yang mengejutkan. Begitulah saat seorang astrofisikawan berkolaborasi dengan seorang ahli bedah mengamati dua sistem yang berbeda.
Franco Vazza, adalah seorang astrofisikawan dari University of Bologna. Dan, Alberto Feletti, adalah seornag ahli bedah saraf dari University of Verona. Mereka telah menerbitkan hasil penelitian ini di jurnal Frontiers in Physics.
Prinsip-prinsip dinamika jaringan yang serupa
Para peneliti menganalisis tingkat kemiripan di antara kedua sistem. Dan menunjukkan bahwa bahwa pengorganisasian mandiri dari kedua sistem yang kompleks kemungkinan besar dibentuk oleh prinsip-prinsip dinamika jaringan yang serupa. Meskipun ukuran dan proses yang bekerja di anatara keduanya sangat berbeda. Berbagai proses fisika yang beragam dapat membangun berbagai struktur. Di mana dicirikan oleh tingkat kompleksitas dan pengaturan secara mandiri yang serupa.
Otak manusia dapat berfungsi berkat jaringan sarafnya yang luas. Diperkirakan terdiri dari sekitar 69 miliar sel saraf. Sementara alam semesta yang dapat diamati, terdiri dari jaringan kosmik yang meliputi setidaknya 100 miliar galaksi.
Dalam kedua sistem tersebut, hanya 30% massanya yang terdiri dari galaksi dan sel saraf. Baik galaksi mauipun sel saraf, mengatur dirinya sendiri sebagai filamen panjang atau simpul di antara filamen. Di mana, 70% dari distribusi massa atau energinya terdiri dari komponen yang tampaknya memainkan peran pasif. Yaitu, air di otak dan energi gelap di alam semesta yang dapat diamati.
Berawal dari kesamaan fitur dari kedua sistem, para peneliti membandingkan simulasi jaringan galaksi dengan bagian korteks serebral dan otak kecil. Tujuannya adalah untuk mengamati bagaimana fluktuasi materi tersebar dalam berbagai skala.
“Kami menghitung kepadatan spektral kedua sistem. Ini adalah teknik yang sering digunakan dalam kosmologi untuk mempelajari distribusi spasial galaksi,” jelas Franco Vazza.
“Analisis kami menunjukkan bahwa distribusi fluktuasi dalam jaringan saraf otak kecil pada skala dari 1 mikrometer hingga 0,1 milimeter. Mengikuti perkembangan yang sama dari distribusi materi di jaringan kosmik tetapi, tentu saja, dalam skala yang lebih besar dari 5 juta hingga 500 juta tahun cahaya.”
Tingkat kecocokan yang tak terduga
Kedua peneliti juga menghitung beberapa parameter yang mencirikan jaringan saraf maupun jaringan kosmik. Di mana jumlah rata-rata koneksi pada setiap simpul dan kecenderungan pengelompokan beberapa koneksi pada simpul pusat yang relevan di dalam jaringan.
“Sekali lagi, parameter struktural telah mengidentifikasi tingkat kecocokan yang tak terduga. Mungkin, konektivitas dalam dua jaringan berkembang mengikuti prinsip fisika yang serupa. Meskipun ada perbedaan mencolok dan jelas di antara kekuatan fisika yang mengatur galaksi dan neuron,” tambah Alberto Feletti.
“Kedua jaringan kompleks ini menunjukkan lebih banyak kesamaan. Daripada yang dimiliki antara jaringan kosmik dan suatu galaksi atau suatu jaringan saraf dan bagian dalam suatu saraf tubuh.”
Meskipun interaksi fisika yang relevan dalam dua sistem di atas sama sekali berbeda, pengamatan melalui teknik mikroskopis dan teleskopik telah menangkap morfologi serupa yang menggoda. Sampai-sampai sering dicatat bahwa jaringan kosmik dan jaringan neuron terlihat sama, menurut para peneliti dalam tulisannya.
Hasil yang menggembirakan dari studi percontohan ini mendorong para peneliti untuk berpikir. Bahwa teknik analisis yang baru dan efektif di kedua bidang, kosmologi, dan bedah saraf, akan memungkinkan pemahaman yang lebih baik tentang arah dinamika yang mendasari evolusi temporal dari kedua sistem ini.
