Forskare gjorde en sensationell upptäckt, de fann att den mänskliga hjärnan är hem för strukturer och former som har upp till 11 dimensioner. Neurovetenskaparna applåderar denna upptäckt och säger "vi har hittat en värld som vi aldrig ens visste att det fanns."
De matematiska metoderna för algebraisk topologi har hjälpt forskare att hitta strukturer och multidimensionella geometriska utrymmen i hjärnanätverk.
Enligt experter har en ny studie visat att den mänskliga hjärnan är hem för strukturer och former som har upp till 11 dimensioner.
Den mänskliga hjärnan uppskattas vara hem för en svindlande 86 miljarder nervceller, med flera anslutningar från varje cell i alla möjliga riktningar, och bildar ett super-stort mobilnätverk som på något sätt gör oss kapabla till tankar och medvetande, rapporterar Science Alert.
Enligt en studie som publicerades i tidskriften Frontiers in Computational Neuroscience, har ett internationellt team av forskare samlat runt Blue Brain-projektet producerat resultat som aldrig sett förut i neurovetenskapens värld. Detta team kunde hitta strukturer i hjärnan som representerar ett multidimensionellt universum och avslöjade den första geometriska utformningen av neurala förbindelser och hur de svarar på stimuli (stimuli).
Forskare har använt avancerade datormodelleringstekniker för att förstå exakt hur hjärnceller kan organisera sig själv för att utföra komplexa uppgifter.
Forskare använde matematiska modeller av algebraisk topologi för att beskriva strukturer och multidimensionella geometriska utrymmen i hjärnanätverk. Studien visar att strukturer bildas samtidigt som de växlar i en "sammanslutning" som genererar en exakt geometrisk struktur.
Konceptuell illustration av hjärnanätverk (l) och topologi (r) med tillstånd av Blue Brain Project.
Kampanjvideo:
Henry Markram, neurovetenskapsman och chef för Blue Brain-projektet i Lausanne, Schweiz, sa:”Vi hittade en värld som vi aldrig visste att fanns. Det finns tiotals miljoner av dessa objekt även i en liten fläck i hjärnan, i sju dimensioner. I vissa nätverk hittade vi till och med strukturer med upp till 11 dimensioner.”
Enligt experter kan varje neuron i vår hjärna ansluta till sin granne på ett visst sätt och bilda ett objekt med komplexa anslutningar. Intressant nog, ju fler neuroner som går med i gruppen, desto fler dimensioner läggs till objektet.
Med hjälp av algebraisk topologi kunde forskarna modellera en struktur i en virtuell hjärna genererad av datorer. Forskarna genomförde sedan experiment på verklig hjärnvävnad för att testa resultaten.
Efter att forskarna lagt till en stimulans (stimulans) till den virtuella hjärnvävnaden, fann de att grupperna gradvis sammanfaller i större dimensioner. De fann att det fanns tomrum eller hålrum mellan dessa grupper.
Ran Levi från University of Aberdeen sa till WIRED:
”Framväxten av högdimensionella hålrum när hjärnan bearbetar information innebär att neuroner i nätverket svarar på stimuli (stimuli) på ett extremt organiserat sätt.
Det är som hjärnan svarar på en stimulans (stimulans) genom att bygga och sedan förstöra ett torn med flerdimensionella block, börja med stavar (1D), sedan plankor (2D), sedan kuber (3D) och sedan mer komplexa geometrier med 4D, 5D, etc… Hjärnaktivitetens framsteg liknar ett flerdimensionellt sandslott som materialiseras från sanden och sedan sönderdelas."
Även om tredimensionella former har höjd, bredd och djup kan föremål som upptäckts av experter i den nya studien inte beskrivas i tredimensionella dimensioner i vår värld, men matematiker använder 5, 6, 7 och upp till 11 dimensioner för att beskriva dem.
Professor Cees van Leeuwen från Ku euLeuven, Belgien berättade för Wired:
”Utanför fysiken används ofta högdimensionella utrymmen för att beskriva komplexa datastrukturer eller systemförhållanden, till exempel tillståndet för ett dynamiskt system i tillståndsutrymmet.
Rymden är helt enkelt föreningen mellan alla frihetsgrader som ett system har, och dess tillstånd beskriver de värden som dessa frihetsgrader faktiskt tar”.
Forskningen publiceras i Frontiers in Computational Neuroscience.
