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Bild von Gerd Altmann auf Pixabay

Wissenschaftler entdecken ein multidimensionales Universum im Inneren des menschlichen Gehirns (+Video)

17. November 2019 | Bewusstsein | Spiritualität | Gesundheit | Ernährung | Psychologie | Gesellschaft | Wissenschaft | Forschung | connectiv.events

Eine in der Zeitschrift Frontiers in Computational Neuroscience veröffentlichte Studie hat ergeben, dass die Strukturen des menschlichen Gehirns in bis zu 11 Dimensionen arbeiten.

Unter der Leitung des Blue Brain Project entdeckten Wissenschaftler faszinierende neue Details über die Komplexität des menschlichen Gehirns.

„Wir haben eine Welt gefunden, die wir uns nie vorgestellt hätten“, erklärt der Neurowissenschaftler Henry Markram, Direktor des Blue Brain Project und Professor an der EPFL in Lausanne, Schweiz.

Ein Universum multidimensionaler Strukturen im Gehirn.

Das Bild (über den Klick HIER einsehbar) versucht, etwas zu veranschaulichen, das nicht abgebildet werden kann – ein Universum multidimensionaler Strukturen und Räume. Links ist eine digitale Kopie eines Teils des Neokortex, des am weitesten entwickelten Teil des Gehirns. Auf der rechten Seite befinden sich Formen unterschiedlicher Größe und Geometrie, um Strukturen im Bereich von einer Dimension bis zu sieben Dimensionen und darüber hinaus darzustellen. Das „schwarze Loch“ in der Mitte wird verwendet, um einen Komplex von multidimensionalen Räumen oder Hohlräumen zu symbolisieren. Forscher des Blue Brain Project berichten in ihrer neuen Studie, die in Frontiers in Computational Neuroscience veröffentlicht wurde, dass Gruppen von Neuronen, die an solche Hohlräume gebunden sind, das fehlende Bindeglied zwischen neuronaler Struktur und Funktion darstellen.

„Es gibt Dutzende von Millionen dieser Objekte, selbst in einem kleinen Fleck des Gehirns, durch sieben Dimensionen hindurch. In einigen Netzwerken haben wir sogar Strukturen mit bis zu elf Dimensionen gefunden“, fügte Markram hinzu.

 

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Durch die Untersuchung des menschlichen Gehirns entdeckten die Forscher, dass traditionelle mathematische Ansichten nicht anwendbar und ineffektiv waren.

„Die Mathematik, die normalerweise in Studiennetzwerken angewendet wird, kann die hochdimensionalen Strukturen und Räume, die wir heute klar sehen, nicht erkennen“, verriet Markram.

Stattdessen beschlossen die Wissenschaftler, die algebraische Topologie zu testen.

Algebraische Topologie ist ein Zweig der Mathematik, der Werkzeuge aus der abstrakten Algebra zur Untersuchung topologischer Räume einsetzt.

Wissenschaftler des Blue Brain Project wurden von den Mathematikern Kathryn Hess von der EPFL und Ran Levi von der Aberdeen University bei der Anwendung dieser Disziplin in ihrer neuen Studie unterstützt.

„Die algebraische Topologie ist wie ein Teleskop und ein Mikroskop zugleich. Es kann in Netzwerke zoomen, um versteckte Strukturen – die Bäume im Wald – zu finden und die Leerstellen – die Lichtungen – alle gleichzeitig zu sehen“, erklärte Professor Hess.

 

Das menschliche Gehirn kann Strukturen in bis zu 11 Dimensionen erzeugen.

Die Wissenschaftler entdeckten, dass die Strukturen im Gehirn entstehen, wenn eine Gruppe von Neuronen – Zellen, die Signale im Gehirn übertragen – eine so genannte Clique bildet. Jedes Neuron ist auf einzigartige Weise mit jedem anderen Neuron in der Gruppe verbunden und erzeugt ein neues Objekt. Je mehr Neuronen es in einer Clique gibt, desto höher ist die „Dimension“ des Objekts.

 

https://www.youtube.com/channel/UCkNppIeHOWm6MLgA8NzqpFg/featured

 

Die algebraische Topographie ermöglichte es den Wissenschaftlern, die Strukturen in einem virtuellen Gehirn zu modellieren, das mit Hilfe von Computern erstellt wurde. Anschließend führten sie Experimente an echtem Hirngewebe durch, um ihre Ergebnisse zu überprüfen.

Durch das Hinzufügen von Reizen in das virtuelle Gehirn fanden die Forscher heraus, dass sich Cliquen von nach und nach höheren Dimensionen zusammenfügen. Außerdem entdeckten Wissenschaftler zwischen den Cliquen Hohlräume.

„Das Auftreten hochdimensionaler Hohlräume, wenn das Gehirn Informationen verarbeitet, bedeutet, dass die Neuronen im Netzwerk extrem organisiert auf Reize reagieren“, erklärt Levi.

„Es ist, als ob das Gehirn auf einen Reiz reagiert, indem es einen Turm aus mehrdimensionalen Blöcken baut und dann einen Turm aus Stäben (1D), dann Bretter (2D), dann Würfel (3D) und dann komplexere Geometrien mit 4D, 5D, etc. zerstört“.

„Der Verlauf der Aktivität durch das Gehirn ähnelt einer mehrdimensionalen Sandburg, die sich aus dem Sand materialisiert und sich dann auflöst“, fügte er hinzu.

Die neuen Daten über das menschliche Gehirn bieten einen beispiellosen Einblick, wie das menschliche Gehirn Informationen verarbeitet.

Die Wissenschaftler haben jedoch festgestellt, dass es noch unklar ist, wie sich die Cliquen und Hohlräume in ihrer ganz spezifischen Weise gestalten.

Die neue Studie könnte Wissenschaftlern helfen, eines der größten Rätsel der Neurowissenschaften aufzudecken: Wo speichert“ das Gehirn seine Erinnerungen?

„Sie könnten sich in hochdimensionalen Hohlräumen verstecken“, so Markram.

 

 

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https://curiosmos.com/scientists-reveal-a-multidimensional-universe-inside-the-brain/
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Quelle:

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