نجح علماء من سويسرا ، جنبًا إلى جنب مع خبراء IBM ، في اكتشاف هياكل في الدماغ البشري لا توجد فقط في أربعة أو خمسة أبعاد ، ولكن حتى في أحد عشر بعدًا. باستخدام مثل هذه الهياكل متعددة الأبعاد ، يعالج دماغنا المعلومات الواردة.

قام خبراء من الجامعة السويسرية للتكنولوجيا في لوزان وزملاؤهم في شركة IBM بنمذجة الدماغ البشري لأكثر من عقد من الزمان. في عام 2015 ، تمكنوا من إنشاء نموذج لقطعة صغيرة من نظام دماغي حساس ، لا يتجاوز حجمها 0,3 مم³. تسمى هذه الوحدات الوظيفية أعمدة القشرة المخية الحديثة ، وفيها تكون نقاط الاشتباك العصبي بين الخلايا العصبية أقوى بكثير من الخلايا العصبية خارج هذه المنطقة. لإنشاء النموذج ، كان على الباحثين التحقيق ووصف ثمانية ملايين اتصال بين الخلايا العصبية وتسجيل نشاط 14 خلية عصبية.

لوصف شكل عمود واحد ، استخدم الباحثون النتائج التي تم الحصول عليها منذ عدة سنوات والمخططات المكتشفة حديثًا. وقد توصلوا إلى شيء أقرب إلى الخيال العلمي. تمكن الباحثون من اكتشاف هياكل في الدماغ موجودة في البعد الرابع أو الخامس ، وبعضها في وقت مبكر من اليوم الحادي عشر.

من الواضح تمامًا أن العين البشرية غير قادرة على رؤية هذه الهياكل. تم اكتشافها باستخدام الطوبولوجيا الجبرية ، وهي فرع من فروع الرياضيات تتيح معادلاته وصف الأشياء الموجودة في الفضاء بأبعاد متعددة.

يتحدث المقال المنشور عن تكوين هياكل متعددة الأبعاد في تلك الحالات التي ترتبط فيها الخلايا العصبية ببعضها البعض بطريقة معينة. يتم تحديد شكل مجموعاتهم من خلال ترتيب الخلايا العصبية. كلما زاد عدد الخلايا العصبية في الهيكل ، زاد تعقيد شكله.

وفقًا لقائد مشروع بلو برين ، طبيب الأعصاب هنري ماركرام ، هناك عشرات الملايين من هذه الأشياء متعددة الأبعاد في قطعة صغيرة من الدماغ. يفسر اكتشاف هذه التكوينات متعددة الأبعاد سبب صعوبة فحص الدماغ وإنشاء نموذج حتى الآن.

استخدم الباحثون أدوات رياضية لم يتم تكييفها مع الهياكل متعددة الأبعاد. بفضل ران ليفي من جامعة أبردين في اسكتلندا وكاثرين هيس من لوزان - وهما خبيران طوبولوجيا - لديهما الآن الفرصة لوصف الهياكل العصبية متعددة الأبعاد.

عند تلقي المنبه ، يبدأ الدماغ في بناء هيكل يتكون من مكعبات وقضبان وبقع ووحدات أكثر تعقيدًا متعددة الأبعاد. إنها تتفكك بنفس معدل بنائها ، وكل هذه العمليات تسير وفق ترتيب صارم.

يواجه العلماء اليوم مسألة ما إذا كانت الهياكل العصبية المتشابهة مرتبطة بتخزين المعلومات في ذاكرتنا ، وما إذا كان تعقيدها يعتمد على مدى تعقيد المهام المقبلة.