Мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) продолжает поражать нас собственной прекрасной сложностью. Новаторские исследования, сочетающие нейробиологию с арифметикой, свидетельствуют о том, что когда мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) обрабатывает информацию, он делает нейронные структуры до 11 измерений. Под «измерениями» ученые предполагают абстрактные математические места, а не остальные физические области. Тем не наименее, исследователи «отыскали мир, который мы для себя не представляли», произнес Big Think Генри Маркрам, директор проекта Blue Brain, создатель новейшего открытия.
Мозговая деятельность – величайшая загадка науки
Мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) строит песочные замки
Цель проекта Blue Brain, который базируется в Швейцарии, заключается в цифровом разработке “на биологическом уровне детализированной” симуляции людского мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека). Создавая цифровой мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) с «беспримерным» уровнем био инфы, ученые стремятся продвинуть наше осознание неописуемо сложного устройства людского мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека), в каком насчитывается порядка 86 млрд нейронов.
Чтоб получить наиболее четкое понятие о том, как работает таковая большая сеть для формирования наших мыслей и действий, ученые употребляли суперкомпьютеры и необыкновенную ветвь арифметики. Команда основывала свои текущие исследования на цифровой модели неокортекса, которую окончила в 2015 году. Исследователи желали узнать, как реагирует этот цифровой неокортекс, используя математическую систему алгебраической топологии. Это позволило им найти, что наш мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) повсевременно делает весьма сложные многомерные геометрические фигуры и места, которые смотрятся как «песочные замки».
Неокортекс либо новенькая кора – это самый новейший наружный отдел мозга либо оптимальный мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков). Отвечает за высшие когнитивные функции (речь, письмо, решение задач), также управляет аналитическим и математическим мышлением.
Без использования алгебраической топологии – раздела арифметики, описывающего системы с хоть каким числом измерений, визуализация многомерной сети была бы невозможна. При помощи новейшего математического подхода исследователи смогли узреть высшую степень организации в том, что ранее чудилось «хаотическими» паттернами нейронов.
Алгебраическая топология подобна телескопу и микроскопу сразу: она может прирастить масштаб сети, чтоб отыскать сокрытые структуры – деревья в лесу – и узреть пустые места – поляны – все в одно и то же время.
Создатель исследования Кэтрин Хесс.
В процессе исследования ученые поначалу провели испытания на сделанной ими виртуальной мозговой ткани (Строение тканей живых организмов изучает наука гистология), а потом подтвердили результаты, проведя те же опыты на настоящей мозговой ткани (Строение тканей живых организмов изучает наука гистология) лабораторных крыс. При стимуляции любой виртуальный нейрон соединяется с остальным таковым образом, что появляется определенный геометрический объект – клика. Огромное количество нейронов добавляло больше измерений, количество которых в неких вариантах доходили до 11. Эти структуры должны были образоваться вокруг высокоразмерной дыры, которую исследователи окрестили «полостью». Опосля того, как мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) обработал информацию, клика и полость пропали.
Слева: цифровая копия части неокортекса, более развитой части мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека). Справа: фигуры разных размеров и геометрий, представляющие из себя структуры в спектре от 1 измерения до 7 измерений и наиболее. «Темная дыра» посреди символизирует комплекс многомерных пространств – полости.
Чтоб постоянно быть в курсе крайних научных открытий в области биологии, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram!
Возникновение высокоразмерных полостей, когда мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) обрабатывает информацию, значит, что нейроны в сети реагируют на стимулы очень организованным образом. Это похоже на то, как если б мозг (центральный отдел нервной системы животных, обычно расположенный в головном отделе тела и представляющий собой компактное скопление нервных клеток и их отростков) реагировал на стимул, строя а потом разрушая башню из многомерных блоков, начиная со стержней (1D), потом досок (2D), потом кубов (3D), а потом наиболее сложных геометрий с 4D, 5D и т. д. Прогрессирующая активность мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека) припоминает многомерный замок из песка, который материализуется из песка и потом распадается.
Это открытие дозволяет ученым поглубже осознать «одну из базовых загадок нейробиологии — связь меж структурой мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека) и тем, как он обрабатывает информацию», — уточнила Кэтрин Хесс в интервью журнальчику Newsweek.
Для вас будет любопытно: Потаенны мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека): вправду ли перед гибелью нас ожидает эйфория (положительно окрашенный аффект или эмоция. Ощущается как внезапное, всезаполняющее ощущение счастья, восторга)?
Исследователи уповают употреблять алгебраическую топографию для исследования роли «нейропластичности», которая представляет собой процесс укрепления и ослабления нейронных связей при стимуляции — главный компонент процесса обучения мозга (центральный отдел нервной системы животных и человека). Они лицезреют предстоящее применение собственных открытий в исследовании людского ума и формировании памяти. Работа размещена в журнальчике Frontiers in Computational Neuroscience.
Источник: