Мозг продолжает удивлять нас своей удивительной сложностью.

Швейцарские учёные и специалисты IBM нашли в мозге структуры, существующие в одиннадцати измерениях, когда мозг обрабатывает информацию. Под измерениями, ученые обозначают как абстрактные математические пространства, а не физические миры. Похоже, исследователи «нашли мир , который мы никогда не представляли бы себе,» сказал Генри Маркрэм , директор Blue Brain Project, который сделал открытие.

Цель проекта Blue Brain Project, которая базируется в Швейцарии, является создания цифрового «биологически подробного» моделирования человеческого мозга. Создавая цифровые мозги, ученые стремятся углубить наше понимание невероятно запутанного человеческого мозга, который имеет около 86 миллиардов нейронов .

Для того, чтобы получить более четкое представление о том , как такая огромная сеть работает, как формируются наши мысли и действия, ученые использовали суперкомпьютеры и своеобразную область математики.

Разумеется, увидеть такие структуры человеческому глазу не дано; их вычислили при помощи методов алгебраической топологии — раздела математики, уравнения которого позволяют описывать пространства и объекты, существующие в скольки угодно измерениях. Это позволило им определить , что наш мозг постоянно создает очень сложные многомерные геометрические формы и пространства , которые выглядят как «песочные замки».

[ad id=»839″]

Без использования алгебраической топологии, ветвь математики , которая описывает системы с любым числом измерений, визуализировать многомерную сеть было бы невозможным.

Используя новый математический подход, исследователи смогли увидеть высокую степень организованности в том, что раньше казалось хаотическим скоплением нейронов.

«Алгебраическая топология является как бы телескопом и микроскоп одновременно. «Мы пользовались математическим аппаратом, который не рассчитан на манипуляции с настолько многомерными объектами. Сейчас мы можем с ними работать». Описание многомерных нейронных структур стало возможным благодаря двум специалистам по топологии — Кэтрин Гесс из Лозанны и Рана Леви из университета Абердина.

Сначала ученые провели тесты на ткани виртуального мозга, которую они создали, а затем подтвердили результаты, выполнив те же эксперименты на реальной ткани головного мозга у крыс.

Учёным удалось описать участие многомерных структур в работе мозга. Когда мозг получает сигнал-стимул, он выстраивает последовательности из объектов возрастающей сложности: палочек (1D), плоскостей (2D), кубиков (3D) и более сложных и многомерных объектов, вместе формирующих замысловатые структуры, которые рассыпаются так же быстро, как возводятся. Всё эти процессы крайне упорядочены.

Значение открытия заключается в предоставлении нам более глубокого понимания «одной из фундаментальных загадок нейронауки — связь между строением мозга и как он обрабатывает информацию,» сказала Кэтрин Хесс в интервью Newsweek.

Теперь учёным предстоит ответить на новые вопросы о том, как работают такие конструкции: зависит ли сложность конструкции от сложности задания и участвуют ли такие нейронные сооружения в хранении памяти.