Gli scienziati hanno fatto una scoperta sensazionale, hanno scoperto che il cervello umano ospita strutture e forme che hanno fino a 11 dimensioni. I neuroscienziati plaudono a questa scoperta, dicendo "abbiamo trovato un mondo di cui non sapevamo nemmeno l'esistenza".
I metodi matematici della topologia algebrica hanno aiutato gli scienziati a trovare strutture e spazi geometrici multidimensionali nelle reti cerebrali.
Secondo gli esperti, un nuovo studio ha dimostrato che il cervello umano ospita strutture e forme che hanno fino a 11 dimensioni.
Si stima che il cervello umano sia sede di ben 86 miliardi di neuroni, con connessioni multiple da ogni cellula in ogni direzione possibile, formando una rete cellulare super-grande che in qualche modo ci rende capaci di pensiero e coscienza, riferisce Science Alert.
Secondo uno studio pubblicato sulla rivista Frontiers in Computational Neuroscience, un team internazionale di scienziati riuniti attorno al progetto Blue Brain ha prodotto risultati mai visti prima nel mondo delle neuroscienze. Questo team è stato in grado di trovare strutture nel cervello che rappresentano un universo multidimensionale, rivelando il primo disegno geometrico delle connessioni neurali e come rispondono agli stimoli (stimoli).
Gli scienziati hanno utilizzato tecniche avanzate di modellazione al computer per capire esattamente come le cellule cerebrali sono in grado di organizzarsi per svolgere compiti complessi.
I ricercatori hanno utilizzato modelli matematici di topologia algebrica per descrivere strutture e spazi geometrici multidimensionali nelle reti cerebrali. Dallo studio emerge che le strutture si formano nello stesso momento in cui si alternano in una "unione" che genera una precisa struttura geometrica.
Illustrazione concettuale delle reti cerebrali (l) e della topologia (r), per gentile concessione del Blue Brain Project.
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Henry Markram, neuroscienziato e direttore del progetto Blue Brain a Losanna, in Svizzera, ha dichiarato: “Abbiamo trovato un mondo di cui non sapevamo l'esistenza. Ci sono decine di milioni di questi oggetti anche in un piccolo granello del cervello, in sette dimensioni. In alcune reti, abbiamo persino trovato strutture fino a 11 dimensioni.
Secondo gli esperti, ogni neurone all'interno del nostro cervello è in grado di connettersi con il suo vicino, in un certo modo, formando un oggetto con connessioni complesse. È interessante notare che più neuroni si uniscono al gruppo, più dimensioni vengono aggiunte all'oggetto.
Utilizzando la topologia algebrica, gli scienziati sono stati in grado di modellare una struttura all'interno di un cervello virtuale generato dai computer. Gli scienziati hanno quindi condotto esperimenti su tessuto cerebrale reale per testare i risultati.
Dopo che gli scienziati hanno aggiunto uno stimolo (stimolo) al tessuto cerebrale virtuale, hanno scoperto che i gruppi si fondono gradualmente in dimensioni più grandi. Hanno scoperto che c'erano vuoti o cavità tra questi gruppi.
Ran Levi dell'Università di Aberdeen ha dichiarato a WIRED:
“L'emergere di cavità ad alta dimensione mentre il cervello elabora le informazioni significa che i neuroni nella rete rispondono agli stimoli (stimoli) in modo estremamente organizzato.
È come se il cervello rispondesse a uno stimolo (stimolo) costruendo e poi distruggendo una torre di blocchi multidimensionali, iniziando con aste (1D), poi tavole (2D), poi cubi (3D) e poi geometrie più complesse con 4D, 5D, ecc… Il progresso dell'attività cerebrale assomiglia a un castello di sabbia multidimensionale che si materializza dalla sabbia e poi si disintegra."
Mentre le forme tridimensionali hanno altezza, larghezza e profondità, gli oggetti scoperti dagli esperti nel nuovo studio non possono essere descritti in dimensioni tridimensionali nel nostro mondo, ma i matematici usano 5, 6, 7 e fino a 11 dimensioni per descriverli.
Il professor Cees van Leeuwen di Ku Leuven, Belgio, ha dichiarato a Wired:
“Al di fuori della fisica, gli spazi ad alta dimensione sono spesso usati per descrivere strutture di dati complesse o condizioni del sistema, come lo stato di un sistema dinamico nello spazio degli stati.
Lo spazio è semplicemente l'unione di tutti i gradi di libertà di un sistema, e il suo stato descrive i valori che questi gradi di libertà assumono effettivamente”.
La ricerca è stata pubblicata su Frontiers in Computational Neuroscience.
