Większość z nas postrzega świat trójwymiarowo (oczywiście w stanie trzeźwości), dodajmy do tego czwarty wymiar w postaci czasu i właściwie to już – świat dla przeciętnego człowieka jest opisany. Tymczasem nasze nerwowe centrum potrafi wykraczać znacznie dalej.
W 2017 roku grupa ze szwajcarskiego Blue Brain Project pracowała nad stworzeniem superkomputera wzorowanego na ludzkim mózgu. Badając ten organ doszli do wniosku, że jest on w stanie tworzyć jedenastowymiarowe struktury. To może z jednej strony tłumaczyć po części jego naprawdę ogromne (i wciąż nie do końca poznane) możliwości, a z drugiej otwiera pole do nowych interpretacji i badań.
Naukowcy wykorzystali topografię algebraiczną, która pozwala opisywać obiekty i przestrzenie niezależnie od tego jak zmieniają swoje kształty. Analizując grupy neuronów (które nazwali „klikami”) zauważyli, że tworzą one wielowymiarowe figury (chodzi o wymiary przestrzenne, nie ma tu pojęcia czasu).
– Odnaleźliśmy świat, którego sobie nie wyobrażaliśmy – powiedział główny szef badania Henry Markram z Instytut EPFL – Istnieją dziesiątki milionów takich obiektów w malutkich fragmentach mózgu. W niektórych sieciach znaleźliśmy struktury mające nawet do 11 wymiarów.
– Sieci są często analizowane jako grupy węzłów połączonych wzajemnie i nazywanych klikami – piszą badacze w podsumowaniu badania – Liczba neuronów w danej klice determinuje jej rozmiary, mówiąc bardziej formalnie, jej wymiar.
Ocenia się, że w ludzkim mózgu jest średnio około 86 miliardów neuronów połączonych na wiele sposobów ze sobą. Ta sieć rozciąga się we wszystkich możliwych kierunkach i pozwala na uformowanie się w jej wnętrzu naszej świadomości i myśli. Matematyczny model stworzony przez Szwajcarów zbliża nas o krok do zrozumienia tych mechanizmów. Powstał jako odwzorowanie kory pierwotnej mózgu. Po przetestowaniu go z wirtualnymi stymulantami porównano wyniki z testem na prawdziwych mózgach szczurów. Naukowcy przekonują, że topologia algebraiczna daje odpowiednie narzędzia do zrozumienia i poznania sieci neuronowej zarówno w skali mikro jak i makro.
– To jak teleskop i mikroskop jednocześnie – wyjaśnia Kathryn Hess z EPFL – Potrafi przybliżać obraz wnętrza sieci i znajdywać ukryte struktury, niczym pojedyncze drzewa w lesie, polany i puste przestrzenie, wszystko jednocześnie.
Pracujący w tym zespole naukowym Ran Levi z Uniwersytetu Aberdeen dodaje, że mózg reaguje na stymulanty „budując wielowymiarową wieżę z klocków, zaczynając od prętów (jednowymiarowe), potem platform (dwuwymiarowe) i wreszcie kostek (trójwymiarowe), a następnie kształty 4D, 5D i tak dalej.”
– Przebieg aktywności w mózgu przypomina wielowymiarowy zamek z piasku, który się nagle materializuje, a potem znika – tłumaczy.
Czytaj więcej:
Tu mieści się nasza duchowość? Obrazowanie aktywności mózgu wskazuje konkretny obszar —>
Inteligencję można poprawić czy nie? 10 mitów na temat mózgu —>