Удивително откритие преобръща представите за човешкия мозък

Пробив в науката

Математическите методи на алгебричната топология помогнаха на изследователите да открият структури и многоизмерни геометрични пространства в мозъчните мрежи.

„Мозъкът има 86 милиарда неврона, всеки от тях свързан с други клетки във всяка възможна посока. Това формира широката клетъчна мрежа, отговорна за способността ни да мислим и осъзнаваме“, съобщава Science Alert.

Откритието на учените

Сензационното откритие преобърна представите на изследователската общност. Учените са установили, че човешкият мозък има структури и форми, които работят в 11 измерения.

Международна група учени, събрани около проекта Blue Brain (проект по компютърно моделиране на главния мозък на човека), са получили невиждани досега резултати.

Екипът откри структури в мозъка, които представят многоизмерна вселена. Разкрит е първият геометричен дизайн на нервните връзки и начина, по който те реагират на стимули.

Технологията в помощ

Учените са използвали техники за компютърно моделиране. Така са разбрали как точно човешките мозъчни клетки са способни да се организират, за да изпълняват сложни задачи.

Изследователите са използвали математически модели на алгебричната топология, за да опишат структурите и многоизмерните геометрични пространства в мозъчните мрежи.

Установено е, че групи неврони се свързват в по-големи групи. И общият брой на невроните определя размерите на многоизмерния геометричен обект.

Хенри Маркрам, невролог и директор на проекта Blue Brain в Лозана, Швейцария, заяви: „Има десетки милиони от тези обекти дори в малки участъци от мозъка ни. В някои връзки открихме структури и до 11 измерения.“

Структура и модели

Посредством алгебрична топология учените успели да моделират структурата във виртуален мозък, създаден с помощта на компютри. След това проверили резултатите с истинска мозъчна тъкан.

Ран Леви от университета в Абърдийн, който работи по доклада, казва: „Появата на многоизмерни празнини, когато мозъкът обработва информация означава, че невроните в мрежата реагират на стимулите по изключително организиран начин.

Той изгражда и издига една кула от многоизмерни блокове, започвайки с възли (1D), след това – линии (2D), кубове (3D) и по-сложни геометрични фигури с 4D, 5D и т.н.

Прогресията на активността през мозъка наподобява многоизмерен пясъчен замък, който се материализира от пясъка и след това се разпада.“

Триизмерните фигури имат височина, ширина и дълбочина. Обектите, открити в новото изследване, не съществуват в повече от тези три измерения в реалния свят.

Става дума не за трите физически измерения, а за това на колко нива са свързани невроните в мозъка ни.

НП