新形式的碳又硬又彈
大多數(shù)人很難理解四維世界，但一項(xiàng)新研究在大腦中發(fā)現(xiàn)了最高11維的結(jié)構(gòu)，這是一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的揭示大腦深層架構(gòu)秘密的工作。
以一種從未被用于神經(jīng)科學(xué)的方式利用代數(shù)拓?fù)?，藍(lán)腦項(xiàng)目的研究團(tuán)隊(duì)揭示了大腦網(wǎng)絡(luò)中具有多維幾何結(jié)構(gòu)和空間的宇宙。
這項(xiàng)發(fā)表在計(jì)算神經(jīng)科學(xué)前沿上的研究顯示，當(dāng)一組神經(jīng)元形成一個(gè)神經(jīng)元簇時(shí)就會(huì)出現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)：每個(gè)神經(jīng)元與團(tuán)體中每個(gè)其他神經(jīng)元以一種特定的方式連接，產(chǎn)生特定的幾何對(duì)象。簇中的神經(jīng)元越多，幾何對(duì)象的維度也越高。
藍(lán)腦計(jì)劃主任、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)教授、神經(jīng)科學(xué)家Henry Markram說(shuō)道：“我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)前所未料的世界。即使在大腦的一小塊中也存在數(shù)千萬(wàn)這種對(duì)象，不僅限于7維。在某些網(wǎng)絡(luò)中，我們甚至發(fā)現(xiàn)了高達(dá)11維的結(jié)構(gòu)?！?span style="display:none">Xx2菜譜美食網(wǎng)-眾歸云 - 24小時(shí)不關(guān)機(jī)的云端電腦_云主機(jī)_VPS掛機(jī)寶_免費(fèi)掛機(jī)寶_0.1元試用,3-5元月租服務(wù)器提供
Markram認(rèn)為這可能解釋了為什么如此難以理解大腦?！巴ǔ?yīng)用于研究網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)工具無(wú)法檢測(cè)高維結(jié)構(gòu)和空間?！?span style="display:none">Xx2菜譜美食網(wǎng)-眾歸云 - 24小時(shí)不關(guān)機(jī)的云端電腦_云主機(jī)_VPS掛機(jī)寶_免費(fèi)掛機(jī)寶_0.1元試用,3-5元月租服務(wù)器提供
如果4維世界已經(jīng)超出想象，5維、6維或者更高維度就更難以理解了。這就是代數(shù)拓?fù)涮幚淼膶?duì)象：一個(gè)描述任意維度系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分支。將代數(shù)拓?fù)湟胨{(lán)腦項(xiàng)目腦部網(wǎng)絡(luò)研究中的數(shù)學(xué)家是來(lái)自EPFL的Kathryn Hess和來(lái)自英國(guó)阿伯丁大學(xué)的Ran Levi。
Hess解釋道：“代數(shù)拓?fù)渫瑫r(shí)類(lèi)似于望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡，能放大網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)隱藏的結(jié)構(gòu)——森林中的樹(shù)木，同時(shí)也能看到空白的空間?！?span style="display:none">Xx2菜譜美食網(wǎng)-眾歸云 - 24小時(shí)不關(guān)機(jī)的云端電腦_云主機(jī)_VPS掛機(jī)寶_免費(fèi)掛機(jī)寶_0.1元試用,3-5元月租服務(wù)器提供
2015年，藍(lán)腦發(fā)表了首個(gè)新大腦皮質(zhì)的數(shù)字拷貝，這是大腦中最進(jìn)化的部位，是感覺(jué)、行動(dòng)和意識(shí)所在。在這項(xiàng)最新研究中，利用代數(shù)拓?fù)?，研究者在這個(gè)虛擬腦部組織上進(jìn)行了多次測(cè)試來(lái)證實(shí)發(fā)現(xiàn)的多維腦部結(jié)構(gòu)絕不會(huì)是偶然產(chǎn)生的。隨后在藍(lán)腦位于洛桑的操作教學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了實(shí)際腦部組織實(shí)驗(yàn)，證實(shí)早先在虛擬組織上的發(fā)現(xiàn)具有生物關(guān)聯(lián)，并還表明大腦在生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)不斷重新連接以建立盡可能高維結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)研究者對(duì)虛擬腦部組織施加刺激，會(huì)有越來(lái)越高維度的神經(jīng)元簇臨時(shí)組合起來(lái)，包圍著高維的空洞，研究者將這個(gè)空洞稱(chēng)為腔。Levi說(shuō)道：“大腦處理信息時(shí)高維腔的出現(xiàn)意味著網(wǎng)絡(luò)中的神經(jīng)元以一種極度有組織的方式對(duì)刺激起反應(yīng)。似乎大腦對(duì)刺激是通過(guò)建立然后抹除多維積木塔的方式做出反應(yīng)的，從1維的條開(kāi)始，然后是2維的板，3維的立方體，然后是更復(fù)雜的4維、5維等幾何形。這種遍布大腦的活動(dòng)進(jìn)程就類(lèi)似于從沙子具現(xiàn)化然后瓦解的多維沙塔。”
研究者目前正在探尋的大問(wèn)題是我們能執(zhí)行任務(wù)的復(fù)雜性是否依賴(lài)于大腦能建立的多維“沙塔”的復(fù)雜性。神經(jīng)科學(xué)正在努力尋找大腦存儲(chǔ)記憶所在。Markram推測(cè)道：“記憶可能‘隱藏’在高維腔中?！?span style="display:none">Xx2菜譜美食網(wǎng)-眾歸云 - 24小時(shí)不關(guān)機(jī)的云端電腦_云主機(jī)_VPS掛機(jī)寶_免費(fèi)掛機(jī)寶_0.1元試用,3-5元月租服務(wù)器提供
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