Para a maioria das pessoas é uma extensão da imaginação entender o mundo em quatro dimensões, mais um novo estudo descobriu estruturas no cérebro com até onze dimensões, um trabalho inovador que está começando a revelar os segredos arquitetônicos mais profundos do cérebro.
Utilizando a topologia algébrica de uma maneira que nunca antes se havia utilizado em neurociência, um equipo do Projeto Blue Brain descobriram um universo de estruturas e espaços geométricos multidimensionais dentro das redes do cérebro.
A investigação mostra que essas estruturas surgem quando um grupo de neurônios forma um clique: cada neurônio se conecta com todos os outros neurônios do grupo de uma maneira muito específica que gera um objeto geométrico preciso.
Quanto mais neurônios em um clique, maior será a dimensão do objeto geométrico.
Encontramos um mundo que nunca vamos imaginar, disse o neurocientífico Henry Markram, diretor do Blue Brain Project e professor do EPFL em Lausana, na Suíça, "existe milhões desses objetos inclusive em uma pequena mancha do cérebro, até sete dimensões. Em algumas redes, inclusive encontramos estruturas com até onze dimensões".
Markram sugere que isso pode explicar porque tem sido tão difícil entender o cérebro.
"As matemáticas que geralmente se aplicam as redes de estudos não podem detectar as estruturas e espaços de alta dimensão que agora vemos claramente".
Se os mundos 4d ampliam nossa imaginação, os mundos com 5,6 ou mais dimensões são demasiados complexos para que a maioria de nós os compreendemos.
Aqui é onde entram em jogo na topologia algebraica: um ramo da matemática que pode descrever sistemas com qualquer quantidade de dimensões.
Os matemáticos que levaram a topologia algébrica ao estudo das redes cerebrais no Projeto Blue Brain foram kathryn Hess de EPFL e Ran Levi da Universidade de Aberdeen.
"A topologia algébrica é como um telescópio e um microscópio ao mesmo tempo. Pode se aproximar nas redes para encontrar estruturas ocultas, nas árvores no bosque, e ver os espaços vazios, os claros, todo ao mesmo tempo", explica Hess.
Em 2015, Blue Brain publicou a primeira cópia digital de uma peça da neocórtex, a parte mais evolucionada do cérebro e o assento de nossas sensações, ações e consciência.
Nesta última investigação, utilizando a topologia algébrica, se realizaram multiplicas provas no tecido cerebral virtual para mostrar que as estruturas cerebrais multidimensionais descobertas nunca poderiam se produzir por casualidade.
Logo se realizou experimentos em tecido cerebral no laboratório úmido de Blue Brain em Lausana, o que confirma que os descobrimentos anteriores do tecido virtual são biologicamente relevantes e também sugere que o cérebro se re-conecta constantemente durante o desenvolvimento para construir uma rede com tantas estruturas de altas dimensões.
Quando os investigadores apresentaram um estimulo ao tecido cerebral virtual, as dimensões de dimensões progressivamente mais altas se reuniram momentaneamente para encerrar buracos de altas dimensões, que os investigadores denominam cavidades.
"A aparição de cavidades de altas dimensões quando o cérebro processa informações significantes que os neurônios na rede racionam aos estímulos de uma maneira extremadamente organizada".
Disse Levi.
"É como se o cérebro racionara a um estímulo construído e logo arrasando um torre de blocos multidimensionais, começando com aras (ID), depois pranchas (2D), depois cubos progressão da atividade através do cérebro se assemelha a um castelo de areia multidimensionais que se materializa na areia e depois se desintegra".
As grandes perguntas se fazem esses investigadores agora é si a complexidade das tarefas que podemos realizar depende da complexidade dos "castelos de areia" multidimensionais que o cérebro possa construir.
A neurociência também está lutando para encontrar onde o cérebro armazena suas lembranças.
Podem estar "escondidos" em cavidades de alta dimensão, especula Markram.
0 Comentários