מקור: Curiosmos
מחקר שפורסם ב-Frontiers in Computational Neuroscience חשף כי המח האנושי יוצר מבנים בעד 11 ממדים. אלה אינם ממדים המובנים בהגדרה הקלאסית של ממד, זה שרובנו מכירים.
המחקר הנערך על ידי Blue Brain Project, במהלכו גילו מדענים פרטים חדשים ומרתקים על מורכבות המח האנושי.
"מצאנו עולם שמעולם לא דמיינו", הסביר מדען המח הנרי מרקרם (Henry Markram), מנהל הפרויקט ופרופסור ב- EPFL בלוזאן, שוויץ.
יקום של מבנים רב ממדיים בתוך המח
התמונה מנסה להמחיש משהו שלא ניתן לצלם - יקום של מבנים וחללים רב ממדיים. משמאל עותק דיגיטלי של חלק מקליפת המח (neocortex), החלק המפותח ביותר של המח. בצד ימין צורות בגדלים ובגיאומטריות שונות בניסיון לייצג מבנים הנעים מממד 1 ועד לממד 7 ומעבר לו. "החור השחור" באמצע מסמל קומפלקס של חללים רב ממדיים, או בקיעים. חוקרים בפרויקט מדווחים על קבוצות של נוירונים הקשורים לבקיעים כאלה ומהווים את החוליה החסרה בין המבנה העצבי לתפקוד.
"ישנם עשרות מיליוני עצמים כאלה אפילו בחלקיק קטן של המח, עד לממד 7. ברשתות מסוימות אף מצאנו מבנים עד לממד 11", הוסיף מרקרם.
במהלך המחקר, גילו החוקרים כי גישות מתמטיות מסורתיות אינן ישימות ולא יעילות במקרה הזה.
"המתמטיקה המיושמת בחקר רשתות אינה יכולה לאתר את המבנים בממדים הגבוהים ואת הבקיעים שאנו רואים כעת בבירור," חשף מרקרם.
טופולוגיה אלגברית היא תחום במתמטיקה המשתמש בכלים מאלגברה מופשטת לחקר מרחבים טופולוגיים. מדענים מפרויקט Blue Brain נעזרו במתמטיקאים קתרין הס (Kathryn Hess) מ-EPFL ורן לוי (Ran Levi) מאוניברסיטת אברדין (Aberdeen University) בשימוש בדיסיפלינה הזאת במחקרם החדש.
"טופולוגיה אלגברית היא כמו טלסקופ ומיקרוסקופ בו זמנית. ניתן לעשות זום לרשתות כדי למצוא מבנים נסתרים - העצים ביער - ולראות את השטחים הריקים - הקרחות - הכל בו זמנית", הסבירה פרופסור הס.
המח האנושי יכול ליצור מבנים בעד 11 ממדים
המדענים גילו כי המבנים בתוך המח נוצרים כאשר קבוצה של נוירונים - תאים המעבירים אותות במח - יוצרים משהו המכונה קליקה (Clique). כל נוירון קשור לכל נוירון אחר בקבוצה בצורה ייחודית, ויוצר אובייקט חדש. ככל שיש יותר נוירונים בקליקה, כך 'הממד' של האובייקט גבוה יותר.
טופוגרפיה אלגברית אפשרה למדענים לייצר הדמיה של המבנים במח וירטואלי, שנוצרו בעזרת מחשב. לאחר מכן הם ביצעו ניסויים על רקמת מח אמיתית, על מנת לאמת את התוצאות. על ידי הוספת גירויים למח הווירטואלי, החוקרים גילו כי קליקות מהממדים הגבוהים יותר התלכדו. יתר על כן, בין הקליקות גילו החוקרים בקיעים.
"המראה של בקיעים בממדים גבוהים כאשר המח מעבד מידע פירושו שהנוירונים ברשת מגיבים לגירויים בצורה מאורגנת במיוחד", אמר לוי. "זה כאילו שהמח מגיב לגירוי על ידי בנייה ואז הריסה של מגדל של בלוקים רב ממדיים, מתחילים במוטות (1D), ואז קרשים (2D), ואז קוביות (3D), ואז גיאומטריות מורכבות יותר עם 5D, 4D וכו'." והסיף "התקדמות הפעילות במח דומה לארמון חול רב ממדי שמתממש מהחול ואז מתפרק לחול".
הנתונים החדשים אודות המח האנושי מציעים תובנה חסרת תקדים לכיצד המח האנושי מעבד מידע. עם זאת, המדענים אמרו כי עדיין לא ברור כיצד נוצרים הקליקות והבקיעים בדרך המאד ספציפית שלהם. המחקר החדש עשוי בסופו של דבר לסייע למדענים לחשוף את אחת התעלומות הגדולות ביותר של מדעי המח: היכן המח 'אוגר' את זיכרונותיו.
"יתכן שהם 'מסתתרים' בחללים בממדים גבוהים", סיכם מרקרם.
