Многомерная Вселенная в нейронных сетях головного мозга

Известно, что базовая модель восприятия окружающего мира основывается на понятии трёхмерного пространства, однако учёные, используя сложный тип математики в нейробиологии, выяснили, что мозг может работать по многим направлениям, а не только в трёх измерениях, как считалось раньше. В ходе исследования они обнаружили целую Вселенную многомерных, геометрических структур внутри нейронных сетей головного мозга. Самое интересное в этой истории то, что для большинства осознать мир в четырёхмерном пространстве является достаточно сложным процессом, но согласно данным нового научного наблюдения, нейронные сети мозга обладают структурами с 7, 8 и даже 11 измерениями, а это означает, что потенциал человеческого разума поистине огромен.

В своей работе учёные из проекта «Blue Brain» в Университете Лозанны (Швейцария) использовали алгебраическую топологию, которая никогда раньше не применялась в нейробиологии. Таким образом им удалось приоткрыть завесу тайны глубинных архитектурных секретов мозга. Результаты исследования, опубликованные в журнале Frontiers in Computational Neuroscience, показали происхождение многомерных структур в нейронных сетях. Оказывается, структуры возникают, когда несколько нейронов образуют особую функциональную группу («клики»): каждый нейрон связан с любым другим нейроном в группе очень специфическим способом, генерирующим точный геометрический объект. Чем больше нейронов находятся в соединении, тем больше размерность геометрического объекта.

«Мы обнаружили мир, который не могли даже себе представить», сообщают учёные из «Blue Brain». «Существуют десятки миллионов этих объектов даже в маленькой частичке мозга. В среднем объекты имеют до 7 измерений, а в некоторых сетях мы нашли структуры аж с 11 измерениями!» Исследователи предполагают, что это может объяснить, почему мозг устроен так сложно и с большим трудом поддаётся пониманию для науки. «Обычное математическое моделирование, как правило, применяемое для изучения нейронных сетей, не может создавать многомерные структуры и пространства, которые мы теперь видим ясно».

Если четырёхмерное пространство считается разминкой для воображения, то 5, 6 или более измерений вообще крайне сложны для понимания большинства. И это как раз тот случай, когда необходима алгебраическая топология, именно её и применили в процессе исследования. Данная область математики может описывать системы с любым числом измерений. «Алгебраическая топология похожа на телескоп и микроскоп одновременно», объясняют учёные. «Она может во много раз увеличить нейронную сеть, чтобы найти скрытые структуры, а затем подробнейшим образом изучить эти структуры».

В 2015 году проект «Blue Brain» опубликовал первую цифровую копию области неокортекса — наиболее развитой части мозга, отвечающей за ощущение, действие, осознанное мышление и, у людей, речь. В новом исследовании с помощью алгебраической топологии было проведено множественное зондирование виртуальной ткани мозга, чтобы подтвердить, что многомерные структуры были получены не случайно и они действительно существуют в большом количестве. Затем эксперимент провели уже на реальной ткани головного мозга в лаборатории «Blue Brain» в Лозанне, в ходе которого учёные проверили ранее полученные результаты виртуальной модели. Вместе с подтверждением своих выводов исследовательская группа также установила, что в процессе обучения мозг может организованно создавать огромное количество многомерных структур, всё зависит от сложности самого обучения.

Все эти факты говорят о грандиозном предназначении мозга, о его скрытых способностях и удивительных возможностях к развитию, а значит при регулярном умственном совершенствовании человек может достигать самых, казалось бы, фантастических результатов.

 

Ссылка по теме

 

 

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

*


ВверхВверх