ایران آنتیک

فعالیت مغز به روش ماسه‌سازی ۱۱ بعدی +عکس

تاریخ دریافت خبر:
اعصاب نورونهای عصی مغز

سلامت آنلاین- اغلب افراد با ۴ بُعدِ طول، عرض، عمق (ارتفاع) و زمان تا حدودی آشنایی دارند؛ اما بر اساس یک نظریه فیزیکی، ابعاد در جهان هستی می‌تواند حتی ۱۱ بعد هم داشته باشد. مطالعه جدیدی نشان داده است که مغز نیز از این ۱۱ بعد، به طور مرتب برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کند.



محققان EPFL در سوئیس در تحقیقی تازه به استفاده مغز از ۱۱ بعد در پردازش مداوم اطلاعات و حل مسائل پی برده‌اند.
به گزارش سلامت آنلاین به نقل از نیواطلس، ما برای توصیف اجسام فضایی یا جزئیاتی چون اندازه و شکل و شمایل آنها از بعد استفاده می‌کنیم که در دنیای سه‌بعدی یا 3D معمولا به معنای طول و عرض و ارتفاع است. از آنجا که زمان هم در تغییر اندازه، شکل یا مکان برخی پدیدارهای طبیعی اثرگذار است، زمان هم معمولا بعد چهارم محسوب می‌شود؛ ولی بعد چهارم، آخرین بعد یا پایان ابعاد نیست.
نظریه‌هایی در فیزیک مطرح است که حاکی از وجود ابعاد دیگر و خارج از درک و تصور کنونی ماست. این ابعاد هنوز نامی ندارند زیرا فقط در شرایطی بشدت خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند و می‌توانند ۱۰ بعد فضایی دیگر را نیز شامل شوند. شاخه‌ای از ریاضیات که به نام توپولوژی جبری شناخته می‌شود، می‌تواند به دانشمندان در درک این سیستم‌های پیچیده کمک کند.
در این حال، گروهی از محققان EPFL، این مباحث را بر شبکه نورون‌های مغز اعمال کردند.
«کاترین هس»، یکی از نویسندگان این مطالعه می‌گوید: «توپولوژی جبری گاهی مثل تلکسوپ و گاهی همچون میکروسکوپ است؛ این قابلیت می‌تواند امکان تمرکز بر شبکه‌هایی برای یافتن ساختارهای پنهان (فرض کنید: درختانی در جنگل) و مشاهده فضاهای خالی (فاصله‌ها) را مهیا سازد.

در این استعاره، درختان حکم نورون‌ها را دارند و فاصله میان آنها، فضایی از گروه‌های نورونی است که سیگنال‌هایی را به پیش و پس ارسال می‌کنند.
محققان دریافتند که نورون‌ها تمایل به ایجاد یک تشکل خانوادگی موسوم به محفل عصبی یا cliques دارند و این «محفل عصبی» جایی است که هر نورون به نورون‌های دیگر متصل می‌شود.
دیدن این محافل عصبی در مغز بسیار سخت و دشوار است: نورون‌های متصله، در لایه‌های متفاوتی از مغز گسترده شده‌اند و هر نورون عضو تعداد زیادی محفل یا cliques است. از این رو، گروه تحقیقاتی آزمایش‌هایی را روی مغز یک موش مجازی انجام داد تا واکنش عصبی به محرک‌های ارسالی به هر کدام را از طریق الگویی ببیند که می‌توان آن را با عنوان «اشیای چندبعدی» یا multi-dimensional objects توصیف کرد.
از باب نمونه، می‌توان موضوع را چنین بیان کرد که دو نورون، هر کدام به گونه‌ای به دیگری متصل می‌شود که یک «میله» تکبعدی تشکیل می‌دهد. سه نورون شکل یک مثلث دوبعدی یا 2D را ایجاد می‌کند و در حالی که در اتصال چهارتایی یک هرم سه‌بعدی یا 3D پدید می‌آید. نورون‌های بیشتر در یک محفل، به معنای داشتن ابعاد بیشتر است ولی تلاش برای تصور یک شیء هفت‌بعدی (7D object) در واقع نوعی تمرین مغزی محسوب می‌شود که محققان این اشیاء را «ساندویچ‌های چندبعدی» یا multi-dimensional sandcastles نامیده‌اند؛ اینها کاری شایان برای توصیف صور یا تجسمات پیچیده را انجام می‌دهند.

نکته جالب موضوع، پنجره جدیدی به دنیای مغز و نحوه عملکرد آن است که «هنری مارکرام»، سرپرست نویسندگان این مطالعه درباره آن توضیح داده است: «ما دنیایی را پیدا کردیم که هرگز تصور نمی‌کردیم. دهها میلیون از این اشیاء (objects) حتی در یک ذره فضای کوچک مغز وجود دارد که به ۷ بعد می‌رسد و در برخی شبکه‌ها ما حتی با ساختارهای ۱۱ بعدی مواجه شدیم».
این توضیح را «ران لووی» یکی دیگر از نویسندگان تحقیق کامل می‌کند: «ظهور حفره‌هایی با ابعاد بالا در زمانی که مغز به پردازش اطلاعات می‌پردازد، بدان معناست که نورون‌های درون شبکه به محرکی با رفتار بشدت سازمانیافته واکنش نشان می‌دهند. به نظر می‌رسد که مغز با ساخت و سپس ریزش برجی از بلوک‌های چندبعدی به محرکها واکنش نشان می‌دهد. این واکنش با یک شکل میله‌ای تکبعدی (1D) شروع می‌شود و سپس به شکل تخت دوبعدی (2D)، بعد مکعبی سه‌وجهی (3D) و آنگاه به اشکال هندسی پیچیده‌تری چون چهاربعدی (4D) و پنج‌بعدی (5D) و غیره منتهی می‌شود».
او اضافه می‌کند: «روند فعالیت به این روش مغز را می‌توان شبیه به اسکلتِ ساندویچ‌مانندی چندبعدی دانست که در قالب مواد شن‌وماسه‌مانندی شکل می‌گیرد و سپس فرومی‌ریزد».
جزئیات بیشتری از این تحقیق در نشریه علمی Frontiers in Computational Neuroscience منتشر شده است. (سلامت آنلاین/ ترجمه: زری حسین‌زاده)