В человеческом мозге обнаружили 11 измерений

Исследователи из IBM и Швейцарского федерального технического института Лозанны обнаружили в мозге структуры, которые существуют в четырех, пяти и даже одиннадцати измерениях. Мозг в процессе игры сбора и разрушения башенок из таких структур, обрабатывает входящие сигналы.

Об этом сообщает журнал "Популярная Механика".

Ученые больше 10 лет трудятся над моделированием головного мозга человека. В 2015 году у них вышло смоделировать один небольшой участок соматосенсорной коры, объем которой всего 0,3 мм³. Этот участок называется колонкой. В ней нейроны сильнее связаны друг с другом, чем с внешними нейронами. Для того, чтобы создать модель одной крошечной колонки, ученым нужно описать 8 миллионов нейронных связей, а также записать активность 14 тысяч нейронов. Вычислительной мощности суперкомпьютера Blue Gene едва хватило на симуляцию каждой синаптической связи, ведь это очень большое количество нейронов. 

Сейчас, для того чтобы описать геометрию одной колонки и ее отдельных фрагментов ученые использовали результаты двухлетней давности вместе с новыми моделями.

В журнале "Frontiers in Computational Neuroscience" опубликовали результаты работы, которые дополнили цитатой: 

Ученые обнаружили в мозге структуры, существующие в четырех, пяти, а иногда и 11 измерениях

Посмотреть на такие структуры человеческий глаз не может. Вычислили их с помощью методов алгебраической топологии, а именно раздела математики, уравнения которого могут описывать пространства и объекты, что существуют во многих измерениях.

Читати далі: У российской певицы МакSим обнаружились серьезные проблемы с мозгом

Многомерные структуры появляются в тот момент, когда нейроны связываются друг с другом особым образом, а порядок таких связей задает геометрию объекта. Чем больше связей, тем она будет сложнее.

Таких многомерных объектов в крошечном кусочке мозга — десятки миллионов. Мы пользовались математическим аппаратом, который не рассчитан на манипуляции с настолько многомерными объектами. Сейчас мы можем с ними работать

— рассказывает участник проекта Blue Brain Project, нейробиолог Генри Маркам.

Ученый считает, что открытие многомерных структур поясняет тот факт, как сложно было изучать и моделировать мозг.

Само описание многомерных нейронных структур стало возможным благодаря специалистам по топологии, а именно Кэтрин Гесс из Лозанны и Рана Леви из университета Абердина.

У них получилось описать участие многомерных структур в работе мозга. Известно, что в тот момент, когда мозг получает сигнал-стимул, он выстраивает последовательности из объектов возрастающей сложности. Это палочки (1D), плоскости (2D), кубики (3D) и более сложные и многомерные объекты, что вместе формируют замысловатые структуры, которые рассыпаются так же быстро, как возводятся. Эти процессы очень упорядочены.

После этого, ученым нужно будет дать ответ на новые вопросы о работе таких конструкций, а именно о том, зависит ли сложность конструкции от сложности задания и участвуют ли такие нейронные сооружения в хранении памяти.

Читати далі: Стало известно, почему мозг склонен преувеличивать наши проблемы