Les scientifiques ont fait une découverte sensationnelle, ils ont constaté que le cerveau humain abrite des structures et des formes qui ont jusqu'à 11 dimensions. Les neuroscientifiques applaudissent cette découverte, disant "nous avons trouvé un monde dont nous ne savions même pas qu'il existait."
Les méthodes mathématiques de la topologie algébrique ont aidé les scientifiques à trouver des structures et des espaces géométriques multidimensionnels dans les réseaux cérébraux.
Selon les experts, une nouvelle étude a prouvé que le cerveau humain abrite des structures et des formes qui ont jusqu'à 11 dimensions.
On estime que le cerveau humain abrite 86 milliards de neurones, avec de multiples connexions de chaque cellule dans toutes les directions possibles, formant un très grand réseau cellulaire qui nous rend capables d'une manière ou d'une autre de penser et de prendre conscience, rapporte Science Alert.
Selon une étude publiée dans la revue Frontiers in Computational Neuroscience, une équipe internationale de scientifiques réunis autour du projet Blue Brain a produit des résultats encore jamais vus dans le monde des neurosciences. Cette équipe a pu trouver des structures dans le cerveau qui représentent un univers multidimensionnel, révélant la première conception géométrique des connexions neuronales et comment elles répondent aux stimuli (stimuli).
Les scientifiques ont utilisé des techniques avancées de modélisation informatique pour comprendre exactement comment les cellules cérébrales sont capables de s'organiser pour effectuer des tâches complexes.
Les chercheurs ont utilisé des modèles mathématiques de topologie algébrique pour décrire les structures et les espaces géométriques multidimensionnels dans les réseaux cérébraux. L'étude montre que les structures se forment en même temps qu'elles alternent dans une «union» qui génère une structure géométrique précise.
Illustration conceptuelle des réseaux cérébraux (l) et de la topologie (r), gracieuseté du Blue Brain Project.
Vidéo promotionelle:
Henry Markram, neuroscientifique et directeur du projet Blue Brain à Lausanne, en Suisse, a déclaré: «Nous avons trouvé un monde dont nous ignorions l'existence. Il y a des dizaines de millions de ces objets même dans un petit grain du cerveau, en sept dimensions. Dans certains réseaux, nous avons même trouvé des structures allant jusqu'à 11 dimensions. »
Selon les experts, chaque neurone à l'intérieur de notre cerveau est capable de se connecter avec son voisin, d'une certaine manière, formant un objet aux connexions complexes. Fait intéressant, plus il y a de neurones dans le groupe, plus il y a de dimensions ajoutées à l'objet.
En utilisant la topologie algébrique, les scientifiques ont pu modéliser une structure à l'intérieur d'un cerveau virtuel généré par des ordinateurs. Les scientifiques ont ensuite mené des expériences sur du tissu cérébral réel pour tester les résultats.
Après avoir ajouté un stimulus (stimulus) au tissu cérébral virtuel, les scientifiques ont découvert que les groupes se fusionnaient progressivement dans des dimensions plus grandes. Ils ont constaté qu'il y avait des vides ou des cavités entre ces groupes.
Ran Levi de l'Université d'Aberdeen a déclaré à WIRED:
«L'émergence de cavités de grande dimension au fur et à mesure que le cerveau traite l'information signifie que les neurones du réseau répondent aux stimuli (stimuli) d'une manière extrêmement organisée.
C'est comme si le cerveau répond à un stimulus (stimulus) en construisant puis en détruisant une tour de blocs multidimensionnels, en commençant par des tiges (1D), puis des planches (2D), puis des cubes (3D), puis des géométries plus complexes avec 4D, 5D, etc… La progression de l'activité cérébrale ressemble à un château de sable multidimensionnel qui se matérialise à partir du sable puis se désintègre."
Alors que les formes tridimensionnelles ont une hauteur, une largeur et une profondeur, les objets découverts par les experts dans la nouvelle étude ne peuvent pas être décrits dans des dimensions tridimensionnelles dans notre monde, mais les mathématiciens utilisent 5, 6, 7 et jusqu'à 11 dimensions pour les décrire.
Le professeur Cees van Leeuwen de Ku Leuven, Belgique, a déclaré à Wired:
«En dehors de la physique, les espaces de grande dimension sont souvent utilisés pour décrire des structures de données complexes ou des conditions système, telles que l'état d'un système dynamique dans l'espace d'états.
L'espace est simplement l'union de tous les degrés de liberté d'un système, et son état décrit les valeurs que ces degrés de liberté prennent réellement ».
La recherche est publiée dans Frontiers in Computational Neuroscience.
