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L’Univers s’organise en un réseau neuromorphique galactique

AstrophysiqueBiophysiqueConscienceFaculté ArticleScience NouvellesWilliam Brown mai 05, 2021

Article par William Brown, biophysicien, chercheur à la Resonance Science Foundation

L’Univers s’organise en un

réseau neuromorphique galactique La comparaison quantitative entre le réseau neuronal et le web cosmique 

Une observation clé dans la science d’une physique unifiée de la réalité est que l’univers semble suivre un modèle d’auto-organisation utilisant les propriétés de l’holographie et des fractales. Ces deux caractéristiques de la structure organisationnelle dans l’univers sont si omniprésentes que nous, chercheurs de la Resonance Science Foundation, nous référons souvent à la « physique holofractogramique » pour décrire simultanément un système organisationnel de nature holographique et fractale. Il s’agit de deux propriétés de l’organisation universelle qui semblent être primaires : l’ordre holographique de l’information – dans lequel toute sous-unité d’un système contient des informations sur l’ensemble – et l’ordre fractal de la structure. 

 Que signifie « ordre fractal de la structure » ? Les fractales sont générées par des fonctions algorithmiques relativement simples, où le traitement feed-back feed-forward génère des modèles souvent complexes. Une fractale est un motif auto-similaire (mais pas nécessairement identique) qui se répète à travers l’échelle ou la magnitude.

Peu importe à quel point vous « zoomez » ou « zoomez », un modèle auto-similaire est observé pour se répéter à l’infini. Techniquement parlant, cela signifie qu’une fractale a la propriété d’invariance d’échelle,ce qui signifie que le même niveau de complexité se répète à travers l’échelle, rappelant l’axiome hermétique « comme ci-dessus, donc en dessous ». 

Voici le point principal, si l’univers est ordonné de manière fracturée, cela signifie qu’il y a un certain niveau de complexité invariante à l’échelle, donc lorsque, par exemple, l’observation de la complexité à l’échelle méso du cerveau animal (voir la figure 2), on devrait s’attendre à voir ce niveau de complexité répété à certains intervalles à des échelles de plus en plus petites. Avec la technologie actuelle, nous ne pouvons pas sonder directement l’architecture de l’espace connectée à plusieurs fois à l’échelle de Planck, qui devrait approcher la connectivité et la complexité informationnelle du cerveau, mais nous pouvons quantifier la complexité de l’univers aux plus grandes échelles – appelées le Web cosmique – à partir de données d’observation.

Graphique 2. Le système biologique de la cellule unique est 1030 ordres de grandeur supérieurs à l’échelle de Planck et 1030 des ordres de grandeur plus petits que l’univers observable, il est donc posé à égale distance entre ces deux frontières à la « méso-échelle »

Maintenant, une étude a fait exactement cela, et a constaté qu’il existe une similitude objective, quantitative (déterminée mathématiquement) entre les réseaux neuronaux et de galaxies. Dans un article publié dans Frontiers in Physics,les professeurs Franco Vazza et Alberto Feletti, respectivement astrophysiciens et neuroscientifiques, ont quantifié les propriétés structurelles, morphologiques, de mémoire et de réseau entre le Web cosmique universel et le réseau cellulaire neuronal du cerveau humain [1]. 

Leur étude démontre quantitativement que les similitudes apparentes entre ces deux réseaux de matière dans l’univers – séparés par de vastes échelles de grandeur – ne sont pas simplement une coïncidence ou un fantasme subjectif, mais nécessitent plutôt une description physique qui unifie la dynamique d’auto-organisation à travers l’échelle (nous avons décrit la dynamique d’auto-organisation unifiée dans notre article The Unified Spacememory Network [2], et ont discuté de la dynamique organisationnelle unifiée du champ morphogénique dans The Morphogenic Field is Real et these Scientists Show how it Works). Et le plus intéressant peut-être de tous, leurs résultats suggèrent que « lessouvenirs de votre vie pourraient, en principe, être stockés dans la structure de l’univers » (une conclusion implicite dans notre étude du Réseau Unifié de Mémoire Spatiale).

Maintenant, examinons certaines des similitudes dans l’organisation structurelle entre les réseaux neuronaux et galactiques (une différence d’échelle de ~ 1027 ordres de grandeur), les galaxies se regroupent en structures colossales appelées amas supergalactiques qui peuvent avoir des centaines de millions de parsecs. Ces structures sont organisées comme des réseaux dendritiques anfractueux (tout comme les neurones dans le cerveau), avec de longs filaments galactiques reliant des nœuds – les principaux hubs galactiques – avec des vides tout aussi colossaux dans l’espace libre entre les filaments et les nœuds. Franco Vazza et Alberto Feletti ont effectué des calculs de l’interface à la frontière vide-filament [3], où la gravité accélère la matière à des vitesses de milliers de kilomètres par seconde et ont constaté que ce sont quelques-unes des zones les plus complexes de la matière organisée dans l’univers. 

L’ensemble de la toile cosmique – la structure à grande échelle tracée par toutes les galaxies de l’univers – s’étend sur au moins quelques dizaines de milliards d’années-lumière. C’est 27 ordres de grandeur de plus que le cerveau humain... [et] l’une de ces galaxies abrite des milliards de cerveaux réels. Si la toile cosmique est au moins aussi complexe que n’importe laquelle de ses parties constitutives, nous pourrions naïvement conclure qu’elle doit être au moins aussi complexe que le cerveau.

Ainsi, les deux systèmes sont organisés en réseaux bien définis, et après examen de certaines des comparaisons quantitatives entre ces deux systèmes, nous voyons un niveau étrange de similitude entre eux. 

Des observations récentes placent l’estimation du nombre total de galaxies dans la sphère observable de l’Univers à environ 2,6 billions [4], avec environ 50 milliards de galaxies ayant des masses égales ou supérieures à celles de la Voie lactée. Les galaxies ne sont pas distribuées uniformément ou de manière homogène à travers l’univers, mais s’agrègent plutôt en grands amas, certains amas supergalactiques ayant une masse totale supérieure à un quadrillion (1015) masses solaires. De grands filaments de plusieurs dizaines de mégaparsecs relient des amas et des groupes de galaxies, qui sont autrement séparés par (la plupart) de l’espace vide.

Comme mentionné, la structure superficielle est très analogue à la cytoarchitecture du cerveau des mammifères. Des études quantitatives récentes du cerveau humain adulte estiment qu’il y a environ 86 milliards de neurones au total, et un nombre presque égal de cellules gliales et d’autres cellules non neuronales [5, 6]. Immédiatement, nous pouvons voir les similitudes quantitatives, avec les deux systèmes organisés en réseaux bien définis, avec ∼1010−1011nœuds interconnectés par des filaments – lorsque l’on considère toutes les galaxies dont les masses sont comparables ou plus grandes à celles de la Voie lactée, et dont l’étendue typique n’est qu’une infime fraction (≤10−3) de la taille de leur système hôte, tout comme la caractéristique morphologique des neurones dans le cerveau humain adulte. Fait intéressant, les estimations du nombre total de neurones dans le cerveau humain sont proches du nombre de galaxies dans l’univers observable.

Vazza et Feletti notent en outre:

« Fait frappant, dans les deux cas ∼75% de la distribution masse/énergie est faite d’un matériau apparemment passif, qui imprègne les deux systèmes et n’a qu’un rôle indirect dans leur structure interne: l’eau dans le cas du cerveau, et l’énergie sombre dans la cosmologie, qui dans une large mesure n’affecte pas la dynamique interne des structures cosmiques. »

Il est important de souligner à partir de la citation ci-dessus que si l’eau dans le cerveau et l’énergie sombre en cosmologie sont considérées comme des milieux passifs dans les modèles conventionnels, elles sont loin d’être passives et jouent un rôle essentiel dans les propriétés opérationnelles de leurs systèmes respectifs. Par exemple, le liquide céphalo-rachidien (qui est principalement de l’eau) est un vecteur primaire de substances neuroactives et de molécules de signalisation régulatrices comme les mitogènes [7], et l’énergie sombre est le résultat des énormes fluctuations d’énergie du vide quantique, qui ont établi les homogénéités initiales de la densité d’énergie qui ont abouti à des amas galactiques [8]. 

Une analyse statistique plus approfondie a montré que les similitudes entre la toile cosmique et les réseaux neuronaux du cerveau ne sont pas subjectives, spécieuses ou le résultat de l’esprit humain essayant simplement de placer la reconnaissance des formes là où il n’y en a pas (en essayant de mettre de l’ordre dans un ensemble de données chaotique, comme voir des visages dans les nuages). Vazza et Feletti ont utilisé une technique d’analyse spectrale couramment utilisée en cosmologie appelée analyse du spectre de puissance de densité pour évaluer le niveau de similitude quantitative entre les deux réseaux. 

Ils décrivent que : « Le spectre de puissance d’une image mesure la force des fluctuations structurelles appartenant à une échelle spatiale spécifique. En d’autres termes, il nous indique combien de notes à haute fréquence et basse fréquence font la mélodie spatiale particulière de chaque image. 

Ils ont constaté que le spectre de puissance des tranches réelles de cervelet et de cortex du cerveau (à un grossissement de 40X) correspond à la courbe de la toile cosmique (générée par simulation; voir les travaux de Franco Vazza sur les simulations cosmologiques ici)à un degré statistiquement significatif (figure 5). 

 Franco Vazza; Simulations et projets cosmologiques. https://cosmosimfrazza.myfreesites.net/all-projects

Graphique 5. Distribution des fluctuations en fonction de l’échelle spatiale pour les mêmes cartes de la Figure 1 (avec l’analyse supplémentaire d’une fine tranche à travers le cortex humain, non représentée à la Fig 1). À titre de comparaison, la densité spectrale de puissance des nuages, des branches d’arbres et de la turbulence du plasma et de l’eau est montrée. De L’étrange similitude des réseaux de neurones et de galaxies; par Franco Vazza & Alberto Feletti.

De manière quelque peu perplexe, Vazza et Feletti ne considèrent pas le cerveau et la toile cosmique comme des systèmes fractaux, et suggèrent plutôt que leur analyse peut être interprétée comme une preuve de l’émergence de structures auto-organisées dépendantes de l’échelle (par opposition à l’échelle). Leur point de vue à ce sujet semble provenir d’une comparaison du cerveau (cervelet et cortex) et de la toile cosmique avec des systèmes hautement fractaux comme les nuages, les branches d’arbres, la turbulence du plasma et la turbulence de l’eau. Ces derniers systèmes complexes ont tous une forte auto-similitude à travers l’échelle, mais l’échelle sur laquelle cette auto-similitude est analysée est très étroite par rapport à la différence d’échelle astronomique entre les cerveaux et la toile cosmique. Il peut sembler que lorsque l’on compare à travers un certain ensemble d’intervalles d’échelle, l’auto-similitude et la complexité de la toile cosmique sont définies à une petite échelle dépendante – il est suggéré que la fractalité de l’auto-similitude est simplement à des intervalles beaucoup plus grands pour la structure de la toile cosmique. Par exemple, le motif dendritique anfractueux de la toile cosmique peut récapituler dans l’ordre des multivers, une échelle que nous ne sommes actuellement pas en mesure d’observer. Ainsi, l’ordre holofractal du multivers est préservé et constitue un facteur important dans les paramètres d’auto-organisation de la nature. 

Les calculs impliquant la capacité de mémoire du cerveau basés sur la dernière cartographie du réseau de connectivité et de la toile cosmique (en termes de nombre de bits nécessaires pour le simuler [9]) donnent des similitudes vraiment remarquables. Dans les calculs de Franco, il estime la capacité de mémoire du réseau cosmique à environ 10 pétaoctets (1016 octets). 

La croissance de la structure cosmique à grande échelle est un bel exemple de la façon dont la complexité peut émerger dans notre Univers, à partir de conditions initiales simples et de lois physiques simples. En utilisant les simulations numériques cosmologiques ENZO, j’ai appliqué des outils de la théorie de l’information (à savoir, la « complexité statistique ») pour quantifier la quantité de complexité dans le volume cosmique simulé, en fonction de l’époque et de l’environnement cosmiques. Cette analyse peut quantifier à quel point il est difficile de prédire, au moins dans un sens statistique, l’évolution de l’énergie thermique, cinétique et magnétique de la composante dominante de la matière ordinaire dans l’Univers (le milieu intragalactique plasma). [9]

Les études sur le réseau de connectivité cérébrale placent l’estimation de la capacité de mémoire totale à environ 2,5 pétaoctets (bien qu’il s’agisse d’une sous-estimation brute car elle suppose que la capacité de mémoire n’est qu’une fonction du réseau de connectivité synaptique et ne prend pas correctement en compte le traitement de la mémoire sous-synaptique et subcellulaire).
Vazza et Feletti soulignent que sur la base de ces calculs, il existe une similitude approximative dans la capacité de mémoire du réseau galactique et du réseau neuronal, ce qui signifie que potentiellement tout le corps d’informations stocké dans un cerveau humain peut également être codé dans la distribution des galaxies dans l’univers.
Ou, à l’inverse, qu'« un dispositif informatique avec la mémoire du cerveau humain peut reproduire la complexité affichée par l’univers à ses plus grandes échelles ». 

RSF en perspective —

Suivant un principe holofractographique de structure auto-organisationnelle dans l’univers et la nature, nous postulerions a priori que les motifs observés à une échelle de l’univers – disons la méso-échelle du cerveau humain – seront récapitulés à des intervallesplus ou moins grands, car la complexité de l’organisation de l’univers est invariante d’échelle. . Cette dernière étude objective et quantitative offre la confirmation que cette postulation est correcte, car le même modèle, le même niveau de complexité et les mêmes capacités de traitement de l’information sont observés pour les amas super-galactiques que pour le cerveau humain. Un point intéressant de spéculation est: « la forme récapitule-t-elle la fonction »? Nous croyons que dans une certaine mesure c’est le cas: et donc aux plus grandes et aux plus petites échelles de l’univers – où l’organisation structurelle et la dynamique de la matière trouvée dans la méso-échelle (par exemple, le cerveau humain) sont réitérées – il y aura des propriétés de traitement de l’information et de mémoire, ce que nous avons appelé Spacememory. Cela a des implications importantes pour la dynamique naturelle sous-jacente à l’évolution et au développement de l’univers et de toutes ses myriades de sous-systèmes interdépendants, et une signification particulière pour les théories scientifiques concernant la nature de la conscience dans l’univers. À savoir, il soutient l’hypothèse scientifique valide du panpsychisme, dans laquelle les éléments de la conscience se trouvent à tous les niveaux, à tous les sous-systèmes et dans l’univers dans son ensemble.

Références

[1] F. Vazza & A. Feletti. La comparaison quantitative entre le réseau neuronal et le web cosmique. Frontiers in Physics (2020) Volume 8, Article 525731. https://doi.org/10.3389/fphy.2020.525731

[2] Haramein, N., Val Baker, A., Brown, W. Le réseau unifié de mémoire spatiale : de la cosmogenèse à la conscience. The Journal of Neuroquantology (2016) Vol 14, Numéro 4, doi: 10.14704/nq.2016.14.4.961 

[3] Vazza, F. Sur la complexité et le contenu informationnel des structures cosmiques. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 465, 4942-4955 (2017).

[4] Conselice CJ, Wilkinson A, Duncan K, Mortlock A. L’évolution de la densité du nombre de galaxies à z < 8 et ses implications. Astrophys J. (2016) 830:83. doi:10. 3847/0004-637X/830/2/83

[5] Azevedo FA, Carvalho LR, Grinberg LT, Farfel JM, Ferretti RE, Leite RE, et al. Un nombre égal de cellules neuronales et non neuronales font du cerveau humain un cerveau de primate à l’échelle isométrique. J Comp Neurol. (2009). 513:532–41. doi:10.1002/cne.21974

[6] Herculano-Houzel S. Le cerveau humain remarquable, mais pas extraordinaire, en tant que cerveau de primate mis à l’échelle et son coût associé. Proc Natl Acad Sci États-Unis. (2012). 109:10661–8. doi:10.1073/pnas.1201895109

[7] J. G. Veening et H. P. Barendregt, « The regulation of brain states by neuroactive substances distributed via the cerebrospinal fluid; a review », p. 16, 2010. https://fluidsbarrierscns.biomedcentral.com/track/pdf/10.1186/1743-8454-7-1.pdf

[8] Q. Wang, Z. Zhu et W. G. Unruh, « How the huge energy of quantum vacuum gravitates to drive the slow accelerating expansion of the Universe », Phys. Rev. D,vol. 95, no. 10, p. 103504, mai 2017, doi: 10.1103/PhysRevD.95.103504.

[9] F. Vazza, « How complex is the cosmic web? », Monthly Notices of the Royal Astronomical Society,vol. 491, no 4, p. 5447-5463, février 2020, doi : 10.1093/mnras/stz3317.

L’Univers s’organise dans un réseau neuromorphique galactique. (resonancescience.org)