意識和人類大腦的主要研究人員克裏斯托弗·科赫(Christopher Koch)將大腦稱為“已知宇宙中最復雜的物體”。不難看出為什麽這可能是真的。大腦擁有數千億個神經元和數萬億個連接，是壹個令人眼花繚亂的復雜物體。
但是宇宙中還有許多其他復雜的物體。例如，星系可以形成巨大的結構(稱為星系團、超星系團和細絲)，這些結構可以延伸數億光年。這些結構和相鄰空間(稱為宇宙間隙)之間的邊界可能非常復雜。重力將這些邊界處的物質加速到每秒數千公裏，因此在星系際氣體中產生沖擊波和湍流。我們已經預言，間隙細絲邊界是宇宙中最復雜的體積之壹，它是通過描述它所需的信息比特數來測量的。
這讓我們思考:是不是比大腦更復雜？
因此，作為天體物理學家和神經科學家，我們共同定量比較星系網絡和神經元網絡的復雜性。我們對比的第壹個結果確實令人驚訝:不僅大腦和宇宙網絡的復雜性實際上相似，它們的結構也相似。宇宙可能在相差十億倍的尺度上是自相似的。
將大腦與星系團進行比較是壹項艱巨的任務。壹方面需要對不同途徑獲得的數據進行處理:壹方面是望遠鏡和數值模擬，另壹方面是電鏡、免疫組織化學和功能磁共振。
這也需要我們考慮非常不同的尺度:整個宇宙網絡——宇宙中所有星系追蹤的大尺度結構——延伸至少數百億光年。這比人腦大27個數量級。此外，這些星系中的壹個是數十億實際大腦的家園。如果宇宙網絡至少和它的組成部分壹樣復雜，我們可能會天真地認為它至少和大腦壹樣復雜。
人腦的神經元總數與可觀測宇宙中的星系數量處於同壹水平。
但是概念的出現使得比較成為可能。許多自然現象在所有尺度上並不同樣復雜。只有在最大範圍內觀察天空，宇宙網的恢宏網絡才變得明顯。在更小的尺度上，物質被鎖在恒星、行星和(可能)暗物質雲中，這種結構將會丟失。發展中的銀河系並不關心原子中電子軌道的跳躍。電子將圍繞它們的原子核運動，而不管它們位於銀河系中。
這樣，宇宙包含了許多嵌套在系統中的系統，幾乎不存在跨不同尺度的相互作用。這種尺度隔離使我們能夠在自然尺度上研究自然現象的物理現象。
宇宙網的組成是恒星、氣體和暗物質(其存在還有待證明)的自感應暈。壹般來說，哈勃體積中的星系數量應該在6543.8+0000億的數量級。時空結構的加速膨脹和重力之間的平衡使得網絡具有類似蜘蛛網的模式。普通物質和暗物質凝聚成線狀細絲，在細絲交匯處形成星系團，大部分剩余體積基本是空的。最終的結構看起來很模糊。
直到最近，人類大腦中的細胞或神經元的數量還不能在文獻中直接估計。皮質灰質(占腦質量的80%以上)含有約60億個神經元(占大腦神經元的19%)和近90億個非神經元細胞。小腦約有690億個神經元(占腦神經元的80.2%)，約6543.8+06億個非神經元細胞。有趣的是，人腦的神經元總數與可觀測宇宙中的星系數量處於同壹水平。
眼睛立刻捕捉到了宇宙網絡和大腦之間的壹些相似之處。在圖1中，我們展示了宇宙物質在壹個寬度為1億光年的切片中的模擬分布，以及壹個厚度為4微米(微米)的切片穿過小腦的真實圖像。
明顯的相似只是人類在隨機數據中感知有意義模式的傾向嗎？顯而易見，答案似乎是否定的:統計分析表明，這些系統確實有數量上的相似性。研究人員經常使用壹種稱為功率譜分析的技術來研究星系的大規模分布。圖像的功率譜測量屬於特定空間尺度的結構波動的強度。換句話說，它告訴我們有多少個高頻和低頻音符組成了每壹個圖像的特殊空間旋律。