Bilincin Gizemini Çözen İnsan Beyni 11 Boyutta Çalışabilir...

İsviçre'deki Lozan Teknoloji Enstitüsü'nden (EPFL) sinirbilimci Henry Markham'ın önderlik ettiği Mavi Beyin projesi, dünyayı üç boyutlu bir perspektiften görmeye alıştığımız halde, beynin bunu yapmadığını buldu.

Ve insan beyni bile 11 boyutta çalıştırılabilir.

İnsan beyni, moleküllerin, hücrelerin ve nöronların bir arada bulunduğu karmaşık, çok ölçekli bir yapıdır. Beyin bağlantı havuzu olarak adlandırılan çok katmanlı bir ağ olarak modellenebilir. Komşu nöronlar yerel yapılar oluşturmak için bağlanır ve farklı yerel yapılar bilişsel işlevleri gerçekleştirmek için bağlantılar oluşturur.

İnsan beyninin yaklaşık 86 milyar nörona sahip olduğu tahmin edilmektedir. Araştırmacılar, bilincin nereden geldiğini deşifre etmek için bir İsviçre süper bilgisayarı kullandılar ve beyin korteksinin ayrıntılı bir modelini oluşturmak için cebirsel topolojiyi kullandılar.

Araştırmacılar, matematiksel modelin sanal uyaranlara tepkisini test ederek ve fare beyninin gerçekliğini inceleyerek, tek bir nöron üzerindeki sinir ağının ayrıntılarını ve tüm beyin yapısını belirleyebildiler. Aynı zamanda, beyinde üç boyutlu geometrik bir yapıdan oluşan, birbirine sıkıca bağlı nöron kümeleri ve mevcut bölgelerden oluşan farklı yüksek güçlü aktivite türleri olduğu keşfedildi.

Bu boş bölgeler beyin fonksiyonu için önemli görünmektedir. Araştırmacılar uyaranları sanal beyin dokularına uyguladıklarında, nöronların uyarana oldukça organize bir şekilde tepki verdiğini buldular. Bu, problemler hakkında düşündüğümüzde, nöron kümelerinin kademeli olarak daha yüksek boyutlu yapılarda birleşeceği, delikler veya yükseklik boşlukları oluşturacağı anlamına gelir.

Kümelerde ne kadar çok nöron varsa, boşluğun boyutu o kadar yüksek olur ve ulaşılabilecek en yüksek sınır 11 boyuttur. Tüm süreç her zaman düşükten yükseğe sırayı takip eder, yapı giderek daha karmaşık hale gelir ve sonunda çöker. Sahilde bir kale inşa etmek gibi, kale gittikçe uzuyor ve sonunda kendi kendine çökecek.

Bu, galaksilerin ve galaksi kümelerinin ortasında dev bir delik bulunan dev bir ipliksi yapı oluşturduğu evrenin büyük ölçekli ipliksi yapısıyla tamamen aynıdır. Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, Samanyolu galaksimizin bir milyar ışıkyılı çapında dev bir deliğin içinde yer aldığı keşfedildi.

Bu çalışma, beynin bilgiyi nasıl işlediğine dair yeni keşifler sağlıyor. Bilim adamları, nöronal yapılardaki yüksek boyutlu boşlukların beynin anıları depoladığı yer olabileceğini düşünüyorlar, ancak bu blokların ve boşlukların nasıl oluştuğu açık değil. Bu nedenle nöronların çok boyutlu yapısı ile karmaşık bilinç arasındaki bağlantıyı belirlemek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.

İnsan beyni ve evren arasındaki etkileşim tamamen farklıdır, ancak bir mikroskop ve teleskoptan gözlem altında sinir ağları ve kozmik ağlar arasındaki benzerlik hakkında birçok gözlem ve varsayım olmuştur.

Araştırmacılar, yöntemin yardımıyla, beyin dokusunun optik mikroskopi gözlemlerine ve yüksek çözünürlüklü kozmik madde ağ görüntülemesine dayanan iki faktör arasındaki benzerliği nicel olarak analiz ettiler.

Birincisi, beyin ağı ile kozmik ağ arasında, yalnızca belirli bir ölçekte benzer olan büyük bir ölçek farkı vardır. Beyin sinir ağlarının artık on milyarlarca nörondan oluştuğu düşünülüyor. Şu anda kozmik kafeste gözlemlenen galaksilerin sayısı 100 milyarı aşıyor.

Ayrıca beynin sinir ağında ve evrenin ağında, ağı çok az miktarda madde oluşturur. Çok sayıda büyük galaksiler arası delik vardır ve kütlenin yaklaşık %70'i karanlık maddeden oluşur.

Biyolojik bir organ olan insan beyninde de en önemli bileşen su, insan beyninde ise sinir hücrelerinin sadece %25'i ve yaklaşık %75'i sudur. Bu noktaya kadar "kafanızda su olması"nın belli bir bilimsel temeli vardır.

Evrende yüksek yoğunluklu gökada kümeleri hakimken, insan beyninde, özellikle sinir ağlarında sinir lifleri küçük tek biçimli desenler yaratacaktır. Ancak, araştırmacılar mikroskobun büyütmesini arttırdıklarında, beyin dilimlerindeki kozmik ağ ile bazı benzerlikler görebildiler.