Вченими було зроблено сенсаційне відкриття, вони виявили, що людський мозок є домом для структур і форм, які мають до 11 вимірювань. Нейробіологи вітають це відкриття, кажучи "ми знайшли світ, про який ми ніколи навіть не здогадувалися."
Математичні методи алгебраїчної топології допомогли вченим знайти структури та багатовимірні геометричні простору в мережах мозку.
На думку експертів, нове дослідження довело, що людський мозок є домом для структур і форм, які мають до 11 вимірювань.
За оцінками, людський мозок є домом для приголомшливих 86 мільярдів нейронів, з декількома з'єднаннями від кожної клітини в кожному можливому напрямку, утворюючи сверхбольшую клітинну мережа, яка якимось чином робить нас здатними до думки і свідомості, повідомляє Science Alert.
Згідно з дослідженням, опублікованим в журналі Frontiers in Computational Neuroscience, Міжнародна група вчених, що зібралася навколо проекту Blue Brain, отримала результати, які ніколи раніше не бачили в світі нейробіології. Цій команді вдалося знайти структури мозку, які являють собою багатомірну всесвіт, розкриваючи перший геометричний дизайн нейронних зв'язків і те, як вони реагують на стимули (подразники).
Вчені використовували поглиблені методи комп'ютерного моделювання, щоб зрозуміти, як саме клітини головного мозку здатні самоорганізуватися для виконання складних завдань.
Дослідники використовували математичні моделі алгебраїчної топології для опису структур і багатовимірних геометричних просторів в мережах мозку. У дослідженні показано, що структури формуються в той же час, коли вони чергуються в «союзі», який генерує точну геометричну структуру.
Концептуальна ілюстрація мереж мозку (l) і топології (r), люб'язно надана проектом Blue Brain.
Генрі Маркрам, нейробіолог і директор проекту Blue Brain в Лозанні, Швейцарія, сказав: “Ми знайшли світ, про який ми навіть не здогадувалися. Є десятки мільйонів цих об'єктів навіть у невеликому кружечку мозку, у семи вимірах. У деяких мережах ми навіть виявили структури до 11 вимірювань."
Як відзначають фахівці, кожен нейрон всередині нашого мозку здатний з'єднуватися з сусіднім, певним чином формуючи об'єкт зі складними зв'язками. Цікаво, що чим більше нейронів приєднується до групи, тим більше вимірів додається до об'єкта.
Використовуючи алгебраїчну топологію, вчені змогли змоделювати структуру всередині віртуального мозку, згенеровану з допомогою комп'ютерів. Після цього вчені провели експерименти на реальній тканини мозку, щоб перевірити результати.
Після того, як учені додали стимул (подразник) у віртуальну тканину мозку, вони виявили, що групи поступово збираються в більш великі вимірювання. Вони виявили, що між цими групами були порожнини або порожнини.
Ran Levi з Абердинського університету, розповів WIRED:
“Поява высокоразмерных порожнин, коли мозок обробляє інформацію, означає, що нейрони в мережі реагують на стимули (подразники) надзвичайно організовано.
Як ніби мозок реагує на стимул (подразник), ладу, а потім руйнуючи вежу з багатовимірних блоків, починаючи з стрижнів (1D), потім дощок (2D), потім кубів (3D), а потім більш складної геометрії з 4D, 5D і т. д. Прогрес активності діяльності мозку нагадує багатовимірний піщаний замок, який матеріалізується з піску, а потім розпадається."
У той час як тривимірні форми мають висоту, ширину і глибину, об'єкти, виявлені експертами в новому дослідженні, не можуть бути описані в тривимірному вимірюванні в нашому світі, але математики, використовують для їх опису, 5, 6, 7 до 11 вимірювань.
Професор Cees van Leeuwen з Ku Leuven, Бельгія, розповів Wired:
“За межами фізики высокоразмерные простору часто використовуються для опису складних структур даних або умов систем, наприклад, стану динамічної системи в просторі станів.
Простір – це об'єднання всіх ступенів свободи, які має система, і її стан описує цінності, які фактично беруть ці ступені свободи".
