Tuturor ne sunt cunoscute cele 4 dimensiuni (inaltime, latime, adancime si timpul), insa conform domeniului fizicii teoretice, universul poate contine chiar si 11 dimensiuni. Daca iti este greu sa intelegi cum ar putea functiona celelalte 7 dimensiuni, atunci Institutul Federal Elvetian de Tehnologie vine cu o stire incredibila: creierul uman foloseste mereu cele 11 dimensiuni pentru a procesa informatie.
Dimensiunile sunt folosite pentru a descrie locatia in spatiu a unui obiect, sau proprietati, precum marimea acestuia. In lumea noastra 3D, asta inseamna inaltimea, latimea si adancimea unui corp, iar timpul este considerat cea de-a 4 dimensiune.
Insa asta nu este toata povestea. Conform unor numeroase teorii, exista si alte dimensiuni pe care nu le putem vedea sau imagina. Ele sunt folosite (in calcule) doar in cazuri speciale, insa nu este imposibila existenta a 10 dimensiuni spatiale (a 11-a fiind timpul).
O ramura a matematicii numita topologie algebrica poate ajuta oamenii de stiinta sa inteleaga sisteme complexe, indiferent din cate dimensiuni sunt compuse. Iar in studiul Instituluilui Elvetian de Tehnologie, aceasta stiinta a fost aplicata retelii de neuroni din creierul uman.
„Topologia algebrica este un telescop si un microscop in acelasi timp”, spune, Kathryn Hess, co-autor al studiului. „Poate cauta si gasi in retele, structuri altfel insesizabile – copacii dintr-o padure – si, in acelasi timp, spatiile libere – poienile”.
„Copacii” din aceasta metafora sunt neuronii, iar „poienile” sunt spatiile libere dintre neuroni. Cercetatorii au descoperit ca neuronii tind sa formeze grupuri (numite „clici”), in care toti neuronii sunt conectati intre ei.
Neuronii din creier sunt conectati intre ei in moduri inimaginabile, insa cercetatorii au reusit sa gaseasca o logica in aceste conexiuni multumita topologiei algebraice (Credit: proiectul Blue Brain)Aceste grupuri de neuroni sunt greu de detectat intr-un creier adevarat. Neuronii conectati intre ei sunt raspanditi prin mai multe regiuni ale creierululi, iar fiecare neuron este membru a mai multor grupuri in acelasi timp. De aceea, cercetatorii au experimentat cu o versiune virtuala a unui creier de sobolan. Ei au observat cum neuronii raspund stimulilor, trimitand mesaje unul altuia prin structuri ce pot fi descrise ca „obiecte multi-dimensionale”.
De exemplu: 2 neuroni conectati formeaza o linie (forma 1D), 3 neuroni conectati intre ei formeaza un triunghi (forma 2D), iar 4 neuroni formeaza o piramida (forma 3D). Cu cat grupul contine mai multi neuroni, cu atat forma obiectului prezinta mai multe dimensiuni, insa a incerca sa vizualizezi un obiect in 7 dimensiuni este un exercitiu chinuitor de greu. Cercetatorii numesc aceste obiecte, „castele de nisip multi-dimensionale”. Aceasta comparatie face o treaba decenta in a descrie o forma complexa si rasucita care este oarecum efemera.
„Am descoperit o lume pe care nu ne-am mai imaginat-o vreodata”, spune Herry Markram, autorul primcipal al studiului. „Exista zeci de milioane de astfel de obiecte chiar si intr-o particica mica de creier, obiecte formate din pana la 7 dimensiuni. In unele structuri, am descoperit structuri ce formeaza obiecte formate chiar si din 11 dimensiuni”
In partea din stanga, avem o reprezentare digitala a neocortexului, iar in partea din dreapta, o serie de forme si structuri ce reprezinta obiecte formate din pana la 7 dimensiuni – gaura neagra din mijloc este o cavitate (Credit: proiectul Blue Brain)Echipa de cercetatori numesc spatiile goale dintre neutoni, „cavitati”. Ele pot oferi o noua perspectiva asupra modului in care creierul proceseaza informatii. Simuland creierul pe calculator, cercetatorii au observat aceste cavitati formandu-se, intai in dimensiunile inferioare, crescand in dimeniuni tot mai mari, iar apoi facand implozie. Toate acestea s-au intamplat in timp ce creierul lua o decizie.
„Aparenta cavitatilor multi-dimensionale in timp ce creierul proceseaza informatie semnaleaza faptul ca neuronii raspund la stinuli intr-o maniera extrem de organizata”, spune Ran Leni, co-autor al studiului. „E ca si cum creierul reactioneaza la stimuli creand un turn din lego-uri multi-dimensionale. Progresia activitatii in creier se aseamana cu un castel ce se materializeaza din nisip si apoi se dezintegreaza.”
Urmatorul obiectiv al studiului este de a vedea daca creierele ce sunt capabile de a crea mai multe dintre aceste forme multi-dimensionale sunt, in acelasi timp, capabile de a duce la bun sfarsit sarcini mai complexe. Cercetatorii sugereaza ca si modul de depozitare a memoriei poate fi descoperit in aceste forme multi-dimensionale.
„Cel mai uimitor lucru la acest proiect este cat de relevante aceste tehnici sunt la intelegerea, atat a structurii, cat si a functiei creierului”, spune Levi. „Cantitatea de informatie pe care am dedus-o din aceasta abordare este incredibila”.
