Недавние исследования в области нейробиологии и квантовой физики позволили ученым совершить сенсационное открытие — как оказалось, человеческий мозг является основой для структур и образов, в которых может быть до 11 измерений. Нейробиологи всего мира горячо приветствуют это открытие. Как сказал один из них: «Мы открыли для себя целый мир, мир, о котором раньше даже не представляли».
Математические методы алгебраической топологии помогли исследователям обнаружить в сети нейронов человеческого мозга совершенно новые структуры и геометрические пространства со множеством измерений.
Эксперты считают, что результаты этих научных исследований неопровержимо доказывают, что мозг человека является основой для структур и образов, у которых может быть до 11 измерений.
Как пишут в одной статье журнала «Science Alert», мозг среднестатистического человека состоит из более чем 86 миллиардов нейронов, синапсы которых тончайшей паутиной расползаются во все возможные стороны, формируя невероятно плотную и разветвленную сеть клеток, которая каким-то, до сих пор не полностью изученным способом, делает нас способными на разумное, сознательное мышление.
В соответствии с отчетом об исследованиях, опубликованном в журнале «Frontiers in Computational Neuroscience», международная группа ученых, участвующих в проекте «Blue Brain» получила результаты, оказавшиеся для нейробиологов всего мира полной неожиданностью. Именно этой команде во время исследования геометрических образов в связях между нейронами, а также их реакции на внешние стимулы, удалось обнаружить в мозге человека структуры, являющиеся частью целой вселенной со множеством измерений.
Исследователи с помощью подробного компьютерного моделирования, пытались понять, как именно клетки мозга организуются в более сложные структуры, способные в итоге на самые разные задачи.
Исследователи использовали математические модели алгебраической топологии для описания структур и многомерных геометрических пространств в нейронных сетях мозга. В исследовании указано, что эти структуры формируются в то же время, когда они переплетаются в «союз», создающий четкую геометрическую структуру.
Как считает Генри Маркрам, нейробиолог и директор проекта «Blue Brain» в Лозанне, Швейцария:
«Мы открыли для себя целый мир, мир, о котором раньше даже не представляли. Даже в мельчайшей частице головного мозга можно найти десятки миллионов таких многомерных объектов, включающих в себя до семи измерений. А в некоторых сетях мы обнаружили структуры, которые можно описать не менее чем 11 измерениями».
Как давно известно специалистам в области нейробиологии, каждый нейрон в нашем мозге определенным образом соединяется с нейронами по соседству, формируя все более и более крупные объекты со сложной внутренней системой соединений. Любопытно то, что чем больше нейронов соединяется вместе, тем большее количество измерений необходимо для описания объекта.
Благодаря использованию алгебраической топологии ученым удалось с помощью компьютеров смоделировать одну из таких структур внутри виртуального мозга человека. После этого ученые провели несколько экспериментов на настоящем мозге, подтвердившем полученные результаты.
После того, как ученые подвергли виртуальный участок ткани мозга стимуляции, они обнаружили, что эта стимуляция способствует самоорганизации нейронов в структуры со все большим и большим количеством измерений. Также они обнаружили, что между этими структурами образуются своего рода пространства или полости.
Ран Леви из Университета Абердина, являющийся одним из участников этого исследования, сказал в своем интервью «WIRED» по этому поводу следующее:
«Появление многомерных полостей в мозге во время обработки им информации означает прежде всего то, что нейронные сети мозга реагируют на внешние стимулы чрезвычайно организованным способом».
«Такое впечатление, словно мозг реагирует на внешние стимулы, сперва создавая, а после разрушая башню из многомерных блоков, начиная с штырей (одномерные), от них переходя к планкам (двумерные), после к кубам (трехмерные), и к более сложным геометрическим фигурам (четырехмерные, пятимерные и так далее). При наблюдении за активностью нейронов в мозге они похожи на многомерный замок из песка, который сперва строится сам по себе, а после вновь рассыпается».
В трехмерной вселенной мы, как правило, имеем дело с объектами, у которых есть лишь длина, ширина и высота, но обнаруженные во время проведения данного исследования объекты, хотя и существуют в нашем трехмерном мире, но для их описания математикам приходится использовать 5, 6, 7, а то и 11 измерений.
Профессор Цеес ван Лееувен из Левенского католического университета сказал в своем интервью Wired следующее: «Многомерные пространства имеют отношение далеко не только к физике — в других сферах научной деятельности они часто используются для описания сложных структур данных или состояний различных систем — к примеру, состояния динамической системы в статическом пространстве».
«В этом смысле многомерное пространство — это всего лишь совокупность всех степеней свободы, которые есть у той или иной системы, и его состояние описывает значения, которые принимают эти степени».
Результаты данного исследования были опубликованы в научном журнале «Frontiers in Computational Neuroscience».
Перевод статьи As above so below: Scientists have found
