mozg-11-wymiarow
21

Naukowcy obserwują pracę mózgu w 11 wymiarach. To może zupełnie zmienić nasze postrzeganie umysłu

Co może powstać z pracy dwóch naukowców o różnej specjalizacji? Okazuje się, że całkiem ciekawe rzeczy... na przykład ukazanie pracy mózgu w 11 wymiarach.

Mózg funkcjonujący w 11 wymiarach

Naukowcy zajmują się naprawdę wieloma tematami, czyż nie? Prowadzą badania w najróżniejszych dziedzinach, a czasem przyczyniają się do powstawania nowych dziedzin i zupełnie nowego rodzaju badań. Zdarza się, że pracują nad czymś, co może się wydawać… albo nie tyle się wydawać, co faktycznie jest: abstrakcyjne. Bardzo, bardzo abstrakcyjne…

Co ma wtedy powiedzieć zwykły użytkownik internetu, który po prostu przegląda swoje ulubione strony, a tam… spotyka się z informacją, że mózg może funkcjonować w 11 wymiarach? Sam zostałem postawiony w takiej sytuacji i moją początkową reakcją było coś w stylu: „o, ciekawe”. Niestety później było już tylko gorzej.

Kathryn Hess

Kathryn Hess jest pracownikiem naukowym Swiss Federal Institute of Technology, jest również wiodącym specjalistą w dziedzinie topologii algebraicznej (czasem określanej jako „geometra obiektów wykonanych z gumy”) i nie potrafi odróżnić kubka od pączka… zaraz, że co? W związku ze specjalizacją pani Hess, ludzie zwykli sobie żartować, że nie widzi ona różnicy między kubkiem, a pączkiem. Jest tak, ponieważ zgodnie z topologią algebraiczną, kubek i pączek to dwa obiekty geometryczne, które można deformować nie niszcząc ich spójności i przekształcić je… w siebie nawzajem. Mnie również wydało się to niejasne, dlatego ucieszyłem się z filmiku na YoutTube:

Henry Markram

Henry Markram też jest bardzo ciekawym człowiekiem. Jego pracą jest tworzenie wirtualnych symulacji mózgu… Jest on powiązany zarówno z Blue Brain Project, jak i z Human Brain Project. Blue Brain Project to projekt finansowany przede wszystkim przez szwajcarski rząd, a jego celem jest jak najlepsze odtworzenie mózgu szczura, poprzez symulowanie neuronów i połączeń neuronalnych. Z kolei Human Brain Project jest koordynowany przez Politechnikę Federalną w Lozannie, a jego głównym źródłem finansowania jest Unia Europejska (budżet na poziomie ok. 1 mld. Euro), celem natomiast jest odtworzenie interakcji zachodzących w 100 mld neuronów ludzkiego mózgu. Jednak w 2015 roku projekt spotkał się z krytyką, a Markram stracił swoją wysoka pozycję w HBP.

Połączenie sił Hess i Markrama

Po tym drobnym wstępie możemy przejść do najdziwniejszej części. Henry Markram i Kathryn Hess poznali się wiele lat temu, co doprowadziło do nietypowego połączenia dwóch dziedzin nauki… Hess zainteresowała się symulacjami pracy wirtualnych neuronów i jak mówi sam Markram:

Stało się jasne, że topologia algebraiczna może pomóc w zobaczeniu rzeczy, których nie da się ujrzeć za pomocą zwykłej matematyki.

Natomiast komentarz Hess brzmi tak:

Topologia w pewnym sensie jest matematyką połączeń. Jest bardzo dobra w łączeniu lokalnych informacji w taki sposób, aby dostrzec globalne struktury, które z tego wychodzą.

Kathryn Hess przez lata zajmowała się przekształcaniem wirtualnych sieci połączeń neuronalnych z Blue Brain oraz tłumaczeniem ich w kształty geometryczne, które można następnie analizować. Dwa połączone neurony to dla niej linia, trzy to dla niej trójkąt, cztery to piramida, a więcej połączeń neuronów to już kształty wykorzystujące wyższe wymiary, których nasze mózgi nie są w stanie sobie wyobrazić, jednak matematyka Hess zajmuje się ich opisywaniem.

Praca mózgu w wyższych wymiarach

Co jest efektem… delikatnie mówiąc nietypowego połączenia dwóch nauk? Nietypowe obserwacje, które zaowocowały modelami matematycznymi ukazującymi, że mózg nieustannie tworzy tymczasowe struktury istniejące w bardzo wielu wymiarach. Jeżeli komuś się to wydaje dziwne, bez sensu itd. to… trudno go za to winić, jednak trzeba przyznać, że fakt iż dzięki temu można spojrzeć na pracę mózgu w zupełnie inny sposób niż to robiono do tej pory, może mieć w sobie jakąś wartość.

Podczas pracy symulowanych neuronów powstają dziesiątki milionów kształtów istniejących w nawet 11 wymiarach. Topologia algebraiczna pozwoliła na mapowanie funkcjonowania symulacji wirtualnego mózgu. Sami autorzy widzą w tym potencjał i zastanawiają się czy pozwoli to na zobaczenie na przykład tego, gdzie i w jaki sposób mózg przechowuje wspomnienia, bo jak mówi sam Markram, mogą się one ukrywać w kształtach korzystających z wyższych wymiarów.

Obserwacje pracy wirtualnych neuronów w 11 wymiarach naprawdę zostały przeprowadzone i jest to… bardzo intrygująca nowinka ze świata nauki, jednak czy ma to jakąś realną wartość? Może się kiedyś dowiemy. Co o tym myślicie?

Źródło 1, 2, 3, 4

Grafika: Blue Brain Project