發(fā)布日期：2017-06-15
最新研究揭曉人類大腦最多可達(dá)到 11 維空間，這種多維空間或許能破解人類記憶的形成之謎。
研究人員使用一種叫做“代數(shù)拓?fù)?rdquo;的數(shù)學(xué)模型，確定軟件建立的虛擬大腦中的幾何結(jié)構(gòu)位置。為了測(cè)試該模型，研究人員在真實(shí)大腦組織上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 據(jù)國外媒體報(bào)道，人類大腦是最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)之一，科學(xué)家仍需揭曉更多關(guān)于大腦的謎團(tuán)。目前，最新一項(xiàng)研究顯示，人類大腦布滿一種多維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可使大腦在 11 維空間正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，理解大腦多維結(jié)構(gòu)將幫助我們揭開記憶是如何形成的。 這項(xiàng)研究使用復(fù)雜計(jì)算機(jī)模型理解大腦細(xì)胞如何自己組織起來，完成復(fù)雜的任務(wù)。瑞士“藍(lán)腦計(jì)劃”主管、神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家亨利·馬克拉姆（Henry Markram）說：“我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)我們從未想過的世界，大腦中存在數(shù)千萬個(gè)幾何結(jié)構(gòu)，它們可達(dá)到 7 維空間，甚至對(duì)于一些幾何結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到 11 維空間。” 當(dāng)叫做神經(jīng)元的大腦細(xì)胞組形成復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)時(shí)，科學(xué)家稱它們?yōu)?ldquo;團(tuán)（clique）”。每一個(gè)神經(jīng)元與鄰近神經(jīng)元以特殊方式建立連接，從而形成具有復(fù)雜互連的幾何結(jié)構(gòu)。越來越多的神經(jīng)元加入“團(tuán)”，從而使該幾何結(jié)構(gòu)增添更多的維度。 三維是指高度、寬度和深度，現(xiàn)實(shí)生活中任何物體都具有三維結(jié)構(gòu)。目前，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)大腦的維度空間可達(dá)到 5、6、7，甚至是 11 維。比利時(shí)魯汶大學(xué)塞斯·范·李文（Cees van Leeuwen）教授說：“超過物理范圍之外，高維數(shù)空間被經(jīng)常用于描述復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或者系統(tǒng)狀況，例如：狀態(tài)空間中動(dòng)力系統(tǒng)的狀態(tài)。” 大腦空間僅是該幾何結(jié)構(gòu)所有自由度的結(jié)合體，其狀態(tài)描述自由度的價(jià)值實(shí)際上是可以假設(shè)的。研究人員使用一種叫做“代數(shù)拓?fù)?rdquo;的數(shù)學(xué)模型，確定軟件建立的虛擬大腦中的幾何結(jié)構(gòu)位置。為了測(cè)試這一模型，研究人員之后在真實(shí)大腦組織上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)虛擬大腦能夠刺激形成漸進(jìn)較高維數(shù)的結(jié)構(gòu)，在這些結(jié)構(gòu)之間是多面性洞狀結(jié)構(gòu)。 英國阿伯丁大學(xué)拉恩·李維（Ran Levi）說：“當(dāng)大腦處理信息時(shí)，高維洞狀結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)意味著大腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)以非常有組織的方式響應(yīng)刺激。這就好像大腦對(duì)刺激的反應(yīng)是建立之后消除一個(gè)多維塔狀積木，最開始是使用條棒（1 維），之后使用平板（2 維），再之后使用方塊（3 維），之后更復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)具有 4 維、5 維等。 通過大腦的活躍進(jìn)程類似于一個(gè)多維度沙塔，它是在沙堆上建立，之后瓦解散落在沙堆之中。目前研究人員面臨的最大問題是，我們所進(jìn)行任務(wù)的復(fù)雜性是否依賴于大腦建立的多維沙雕的復(fù)雜程度。 同時(shí)，神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家也努力探索大腦存儲(chǔ)記憶的區(qū)域，馬克拉姆教授說：“大腦記憶區(qū)域很可能‘隱藏’在高維洞狀結(jié)構(gòu)之中。”
來源：新浪科技
