據(jù)科學(xué)家稱，人腦能夠創(chuàng)建多達(dá) 11 個維度的結(jié)構(gòu)。根據(jù)發(fā)表在計(jì)算神經(jīng)科學(xué)前沿的一項(xiàng)研究，人腦可以處理和創(chuàng)造多達(dá) 11 個維度。
根據(jù)藍(lán)腦計(jì)劃，維度并沒有按照我們大多數(shù)人理解的傳統(tǒng)意義上的維度來解釋。作為藍(lán)腦計(jì)劃的一部分，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了關(guān)于人類大腦復(fù)雜性的令人興奮的新事實(shí)。
藍(lán)腦項(xiàng)目主任、瑞士洛桑洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院教授、神經(jīng)科學(xué)家亨利馬克拉姆說：“我們發(fā)現(xiàn)了一個我們從未想象過的世界。即使在大腦的一個斑點(diǎn)中，也有數(shù)千萬個這樣的物體，直到七個維度。在某些網(wǎng)絡(luò)中，我們甚至發(fā)現(xiàn)了多達(dá) 11 個維度的結(jié)構(gòu)?！?/p>
一旦研究人員研究了人腦，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)觀點(diǎn)就被認(rèn)為是不適用和無效的。
該圖形試圖描繪一些看不見的東西——結(jié)構(gòu)和地點(diǎn)的多維宇宙。左側(cè)是大腦最進(jìn)化的部分新皮質(zhì)部分的計(jì)算機(jī)復(fù)制品。在右側(cè)，使用了幾種不同尺寸和幾何形狀的形式來說明尺寸從 1 到 7 甚至更大的結(jié)構(gòu)。中央“黑洞”代表多維空隙或空腔的集合。在計(jì)算神經(jīng)科學(xué)前沿發(fā)表的一篇新論文中，藍(lán)腦計(jì)劃的研究人員聲稱，耦合到這些孔中的神經(jīng)元分組提供了大腦結(jié)構(gòu)和功能之間的必要聯(lián)系。 Blue Brain Project 是這張圖片的來源。
“通常用于研究網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)無法檢測我們現(xiàn)在清楚地看到的高維結(jié)構(gòu)和空間，”馬克拉姆透露。
相反，科學(xué)家們選擇研究代數(shù)拓?fù)?。代?shù)拓?fù)涫菙?shù)學(xué)的一個分支，它使用抽象代數(shù)的技術(shù)研究拓?fù)淇臻g。在他們最新的工作中應(yīng)用這種方法時，來自藍(lán)腦計(jì)劃的科學(xué)家與來自 EPFL 的數(shù)學(xué)家 Kathryn Hess 和來自阿伯丁大學(xué)的 Ran Levi 一起加入。
Hess 教授解釋說：“代數(shù)拓?fù)浼认裢h(yuǎn)鏡又像顯微鏡。它可以放大網(wǎng)絡(luò)以找到隱藏的結(jié)構(gòu)——森林中的樹木——并同時看到空曠的空間——空地。”
研究人員觀察到，當(dāng)一組神經(jīng)元——大腦中攜帶沖動的細(xì)胞——形成一個集團(tuán)時，就會形成大腦結(jié)構(gòu)。組中的每個神經(jīng)元都以獨(dú)特的方式連接到組中的每個其他神經(jīng)元，從而形成一個新實(shí)體。一個項(xiàng)目的“維度”隨著一個團(tuán)中神經(jīng)元數(shù)量的增加而增加。
科學(xué)家們使用代數(shù)拓?fù)鋵λ麄冊谟?jì)算機(jī)幫助下開發(fā)的虛擬大腦中的架構(gòu)進(jìn)行建模。他們隨后通過對真正的腦組織進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他們的發(fā)現(xiàn)。研究人員發(fā)現(xiàn)，通過向虛擬大腦添加輸入，形成了越來越高維度的集團(tuán)。此外，調(diào)查人員還發(fā)現(xiàn)了派系之間的空隙。
阿伯丁大學(xué)的 Ran Levi 說：“當(dāng)大腦處理信息時，高維空腔的出現(xiàn)意味著網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元以極其有組織的方式對刺激做出反應(yīng)。就好像大腦通過構(gòu)建然后夷平多維塊塔來對刺激做出反應(yīng)，從桿（1D）開始，然后是木板（2D），然后是立方體（3D），然后是更復(fù)雜的幾何圖形，4D、5D等。通過大腦的活動進(jìn)程就像一個多維沙堡，從沙子中具體化，然后分解，”
人類大腦的新信息為大腦如何處理信息提供了前所未有的見解。然而，科學(xué)家們表示，尚不清楚這些團(tuán)塊和空洞是如何以這種獨(dú)特的方式產(chǎn)生的。
這項(xiàng)新研究有朝一日可以幫助科學(xué)家解決神經(jīng)科學(xué)最大的謎團(tuán)之一：大腦在哪里“存儲”記憶。
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