Forskere fra Schweiz har sammen med IBM-eksperter lykkedes at opdage strukturer i den menneskelige hjerne, der ikke kun findes i fire eller fem dimensioner, men endda i elleve dimensioner. Ved hjælp af sådanne flerdimensionelle strukturer behandler vores hjerne indgående information.

Eksperter fra det schweiziske teknologiske universitet i Lausanne og deres IBM-kolleger har modelleret den menneskelige hjerne i mere end et årti. I 2015 formåede de at skabe en model af et lille stykke af et følsomt hjernesystem, hvis volumen ikke overstiger 0,3 mm³. Sådanne funktionelle enheder kaldes neocortex-søjler, og i dem er synapserne mellem neuroner langt stærkere end med neuroner uden for denne region. For at skabe modellen måtte forskerne undersøge og beskrive otte millioner forbindelser mellem nerveceller og registrere aktiviteten af ​​14 neuroner.

For at beskrive formen på en enkelt kolonne brugte forskerne resultater opnået for flere år siden og nyopdagede ordninger. Og de kom på noget tættere på science fiction; forskere har været i stand til at opdage strukturer i hjernen, der findes i 4. eller 5. dimension, nogle så tidligt som den 11..

Det er ganske indlysende, at det menneskelige øje ikke er i stand til at se disse strukturer. De er blevet opdaget ved hjælp af algebraisk topologi, en gren af ​​matematik, hvis ligninger gør det muligt at beskrive objekter i rummet, der findes i flere dimensioner.

Den offentliggjorte artikel taler om dannelsen af ​​flerdimensionelle strukturer i de tilfælde, hvor neuroner forbinder hinanden på en bestemt måde. Formen på deres gruppering bestemmes af arrangementet af neuroner. Jo flere nerveceller i strukturen, jo mere kompleks er dens form.

Ifølge lederen af ​​Blue Brain-projektet, neurolog Henry Markram, er der snesevis af millioner af sådanne flerdimensionelle genstande i et lille stykke af hjernen. Opdagelsen af ​​disse flerdimensionelle formationer forklarer, hvorfor det har været så svært at undersøge hjernen og skabe en model hidtil.

Forskere brugte matematiske værktøjer, der ikke var tilpasset flerdimensionelle strukturer. Tak til Ran Levi fra University of Aberdeen i Skotland og Kathryn Hess fra Lausanne - to topologieksperter - har de nu mulighed for at beskrive multidimensionelle neurale strukturer.

Efter at have modtaget stimulusstimulus begynder hjernen at opbygge en struktur sammensat af terninger, stænger og overflader og mere komplekse flerdimensionelle enheder. De falder fra hinanden i samme hastighed, som de er bygget med, og alle disse processer forløber i streng rækkefølge.

I dag står forskerne over for spørgsmålet om, hvorvidt lignende neurale strukturer er relateret til lagring af information i vores minder, og om deres kompleksitet afhænger af kompleksiteten af ​​de opgaver, der ligger foran.