Sveitsiläiset tutkijat yhdessä IBM: n asiantuntijoiden kanssa ovat onnistuneet löytämään ihmisen aivoissa rakenteita, joita ei ole vain neljässä tai viiden ulottuvuudessa, mutta jopa yksitoista ulottuvuutta. Käyttämällä tällaisia ​​moniulotteisia rakenteita aivomme käsittelevät saapuvaa tietoa.

Lausannen Sveitsin teknillisen yliopiston asiantuntijat ja heidän IBM-kollegansa ovat mallinnaneet ihmisen aivoja yli vuosikymmenen ajan. Vuonna 2015 he onnistuivat luomaan mallin pienestä osasta herkkää aivojärjestelmää, jonka tilavuus ei ylitä 0,3 mm³. Tällaisia ​​toiminnallisia yksiköitä kutsutaan neokorteksikolonneiksi, ja niissä neuronien väliset synapsit ovat paljon vahvempia kuin tämän alueen ulkopuolella olevien neuronien kanssa. Mallin luomiseksi tutkijoiden oli tutkittava ja kuvattava kahdeksan miljoonaa hermosolujen yhteyttä ja kirjattava 14 000 hermosolujen aktiivisuus.

Yhden sarakkeen muodon kuvaamiseksi tutkijat käyttivät useita vuosia sitten saatuja tuloksia ja uusia löydettyjä kaavioita. Ja he keksivät jotain lähempänä tieteiskirjallisuutta; tutkijat ovat pystyneet löytämään aivojen rakenteita, jotka ovat olemassa 4. tai 5. ulottuvuudessa, jotkut jo 11. vaiheessa.

On aivan selvää, että ihmissilmä ei pysty näkemään näitä rakenteita. Ne on löydetty käyttämällä algebrallista topologiaa, matematiikan haaraa, jonka yhtälöt mahdollistavat avaruudessa olevien esineiden kuvaamisen useissa ulottuvuuksissa.

Julkaistu artikkeli puhuu moniulotteisten rakenteiden muodostumisesta niissä tapauksissa, joissa neuronit ovat yhteydessä toisiinsa tietyllä tavalla. Ryhmittelyn muoto määräytyy hermosolujen järjestelyn perusteella. Mitä enemmän hermosoluja on rakenteessa, sitä monimutkaisempi sen muoto on.

Blue Brain -projektin johtajan neurologin Henry Markramin mukaan pienissä aivojen kappaleissa on kymmeniä miljoonia tällaisia ​​moniulotteisia esineitä. Näiden moniulotteisten piirteiden löytäminen selittää, miksi aivojen tutkiminen ja mallin luominen on ollut niin vaikeaa.

Tutkijat käyttivät matemaattisia työkaluja, joita ei sovellettu moniulotteisiin rakenteisiin. Kiitokset Ran Leville Aberdeenin yliopistosta Skotlannissa ja Kathryn Hess Lausannessa - kaksi topologian asiantuntijaa - heillä on nyt mahdollisuus kuvata moniulotteisia hermorakenteita.

Saatuaan ärsykeärsykkeen aivot alkavat rakentaa rakennetta, joka koostuu kuutioista, sauvoista ja laastareista sekä monimutkaisemmista moniulotteisista yksiköistä. Ne hajoavat samalla nopeudella, jolla ne rakennetaan, ja kaikki nämä prosessit etenevät tiukassa järjestyksessä.

Nykyään tutkijat kohtaavat kysymyksen siitä, liittyvätkö samanlaiset hermorakenteet tietojen tallentamiseen muistiemme ja riippuuko niiden monimutkaisuus edessä olevien tehtävien monimutkaisuudesta.