人类大脑具有11维度几何空间,一看究竟

引言:每个人都是一个国王,在自己的世界里纵横跋扈

人类大脑具有11维度空间,这个惊人的发现有助于解释为什么即使是核磁共振成像这样最先进的仪器都不能很好地解释我们脑袋里正在发生什么。在核磁共振成像里,监测大脑活动,并且用一个随时间变化而变化的三维图像来展示。可是, 假如大脑真的在11维度里工作的话,看着一个3维核磁共振成像,然后说这就解释了大脑活动了,就好比看着一颗图钉的针头然后说这已经解释清楚整个宇宙了,以及好多好多其他的维度。

瑞士洛桑联邦理工学院的科学家带领的一支团队在进行蓝脑汁计划(BlueBrain Project)的工作时发现了前所未知的大脑复杂性。蓝脑汁计划旨在创造出从生物学意义上精确的人类大脑。

在他们的研究当中,科学家创造了一个模拟大脑,并在这个电脑生成的模型上应用上了一种先进形式的数学,叫代数拓扑模型。

“代数拓扑就像一个望远镜和显微镜二合一。它可以缩放神经网络,去寻找大脑里的隐藏结构……森林里的树木、还看到空白的地方……都在同一时间看到了”,研究作者凯瑟琳·赫斯(KathrynHess)说道。

根据《计算神经科学前沿》期刊上发表过的研究报道,凯瑟·琳赫斯和她的同事发现,大脑通过创建多维神经结构来处理视觉信息,科学家称它们为“团(clique)”

这个“团”有高达11个不同维度和形态在空间里,称为腔洞。一旦大脑搞懂了视觉信息,“团”和腔洞就消失了。

研究员然李维(Ran Levi)说道:“当大脑处理信息时,高纬度腔洞的出现,代表着神经网络里的神经元以一种非常有组织性的方式对刺激物产生反应。”

“大脑就好像在以这种方式对刺激物作出反应:用多维度的积木,先从杆(1维)入手,然后平板(2维),再到方块(3维),然后接着用上更复杂的4维、5维等等的几何形状,建造一座塔,然后又摧毁它。大脑中这一整个活动的进展类似于一个多维度的沙雕城堡从沙中实体化而又解体的过程。”他说。

蓝脑计划的负责人,亨利·马克兰姆(Henry Markram),说明了这一多维结构的发现,真的有多重大。

“这种数学一般用在研究神经网络,还无法检测到我们现在的高维度结构和空间,”他说。

“我们发现了一个之前从未想象过的世界。即使大脑中的一个小点都已经蕴含着数以千万计的东西了,并高达7个维度。在某些神经网络中,我们甚至发现了一些结构是有11维度的。”

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