Imagine: pixabay.com (Commons Creative – free)
Potrivit oamenilor de știință, creierul uman poate crea structuri în până la 11 dimensiuni, potrivit unui studiu publicat în „Frontiers in Computational Neuroscience”, ca parte a proiectului „Blue Brain”. Dar, dimensiunile nu sunt interpretate în sensul tradițional pe care majoritatea dintre noi le înțelegem.
„Am descoperit o lume pe care nu ne-am imaginat-o niciodată”, a spus Henry Markram, director al Blue Brain Project și profesor la EPFL din Lausanne, Elveția. „Chiar și într-o bucată de creier, există zeci de milioane de particule răspândite pe șapte dimensiuni. Am descoperit structuri cu până la 11 dimensiuni în unele rețele”.
Graficul de mai jos încearcă să reprezinte ceva ce nu poate fi văzut: un cosmos multidimensional de structuri și locuri. În stânga, poate fi găsită o replică computerizată a unei secțiuni a neocortexului, cea mai evoluată porțiune a creierului. În dreapta, diferite forme de diferite dimensiuni și geometrii sunt folosite pentru a ilustra structuri cu dimensiuni cuprinse între 1 – 7 și mai mult. „Gaura neagră” centrală reprezintă o colecție de goluri sau cavități multidimensionale. Cercetătorii de la Blue Brain Project spun că grupurile de neuroni atașați la astfel de găuri oferă legătura necesară între structura și funcționarea creierului.

Oamenii de știință au ales să investigheze topologia algebrică. Topologia algebrică este o ramură a matematicii care studiază spațiile topologice folosind tehnici abstracte de algebră. În aplicarea acestei abordări, oamenilor de știință de la Blue Brain Project li s-au alăturat matematicienii Kathryn Hess de la EPFL și Ran Levi de la Universitatea din Aberdeen.
Profesorul Hess a explicat: „Topologia algebrică este ca un telescop și un microscop în același timp. Puteți mări pentru a găsi structuri ascunse, copacii din pădure și să vedeți spațiile goale, poienițele, toate în același timp”. Cercetătorii au observat că structurile creierului se formează atunci când un grup de neuroni (celule cerebrale care transportă impulsuri) formează un grup. Fiecare neuron din grup este conectat la fiecare alt neuron din grup într-un mod unic, rezultând formarea unei noi entități. „Dimensiunea” unui element crește pe măsură ce crește numărul de neuroni dintr-un grup.
Oamenii de știință au folosit topografia algebrică pentru a modela arhitectura dintr-un creier virtual pe care l-au dezvoltat cu ajutorul computerelor. Ulterior, ei și-au confirmat descoperirile făcând experimente pe țesut cerebral autentic. Cercetătorii au descoperit că, adăugând intrări la creierul virtual, s-au format grupuri de dimensiuni din ce în ce mai mari. În plus, cercetătorii au detectat goluri între grupuri.
Ran Levi de la Universitatea din Aberdeen a spus: „Apariția cavităților cu dimensiuni mari atunci când creierul procesează informații înseamnă că neuronii din rețea reacţionează la stimuli într-un mod extrem de organizat. Este ca și cum creierul reacționează la un stimul construind și apoi demolând un turn de blocuri multidimensionale, începând cu tije (1D), apoi scânduri (2D), apoi cuburi (3D) și apoi geometrii mai complexe cu 4D, 5D, etc. Progresia activității prin creier seamănă cu un castel de nisip multidimensional care se materializează din nisip și apoi se dezintegrează”.
Noile informații despre creierul uman oferă perspective nemaivăzute până acum despre modul în care creierul procesează informațiile. Cu toate acestea, oamenii de știință au spus că încă nu este clar cum apar grupurile și cavitățile într-un mod atât de unic. Noua cercetare i-ar putea ajuta într-o zi pe oamenii de știință să rezolve unul dintre cele mai mari mistere ale neuroștiinței: unde creierul „stochează” amintirile.