Universo multidimensionale all’interno del cervello umano. Cosa dicono gli ultimi interessanti studi
Per la maggior parte delle persone è già un bello sforzo di immaginazione riuscire a capire un mondo fatto di quattro dimensioni (le tre classiche più il tempo), ma quello che un team di scienziati ha scoperto di recente ha richiesto addirittura di usare una branca della matematica che non era mai stata impiegata a questo scopo.
Nel cervello questi studiosi hanno infatti scoperto strutture che paiono funzionare addirittura a undici dimensioni.
Universo multidimensionale all’interno del cervello umano. Cosa dicono gli ultimi interessanti studi
Usando la topologia algebrica come mai prima nelle neuroscienze, il Blue Brain Project ha scoperto un universo di strutture geometriche multidimensionali negli spazi contenuti dentro le reti neurali.
Pubblicata su Frontiers in Computational Neuroscience, la ricerca mostra che queste strutture si generano quando un gruppo di neuroni forma una specie di coacervo o “conventicola” funzionale: ciascun neurone si collega a tutti gli altri in una maniera specifica che genera un preciso oggetto geometrico. Più neuroni ci sono nel coacervo e più complessa è la dimensione dell’oggetto geometrico.
“Abbiamo trovato un mondo che prima non immaginavamo nemmeno”, spiega il neuroscienziato Henry Markram, direttore del Blue Brain Project a Losanna, in Svizzera: “Ci sono decine di milioni di questi oggetti perfino nelle regioni più minuscole del cervello e abbiamo trovato strutture fino a undici dimensioni”
Secondo Markram la complessità di questa struttura intima del cervello sarebbe in grado di spiegare perché fino ad ora è stato così difficile capirne il funzionamento.
Se quattro dimensioni sono una sfida, 5 o 6 sono impossibili da capire per la maggior parte di noi e 11 richiedono di usare una matematica tutta particolare, la topologia algebrica.
Il modello computazionale creato dal Blue Brain Project cìriesce a funzionare sia da telescopio che da microscopio, nel senso che ci fa vedere a un tempo le strutture nascoste, gli alberi nella foresta, e anche gli spazi vuoti, le radure.
Nel 2015 Blue Brain aveva già ottenuto un successo con la prima copia digitale di un frammento di neocorteccia, la parte più evoluta del nostro cervello. Adesso, grazie alla topologia algebrica, il modello è stato sottoposto a numerosi test e da questi si è capito che le strutture multidimensionali trovate non possono essere casuali.
Dopodiché la scoperta è stata anche confermata attraverso l’esame di vero tessuto neurale, trovando che il modello digitale riusciva a spiegare la struttura di quello “vero”.
Usando una metafora, gli studiosi descrivono queste strutture multidimensionali che si formano attorno a delle “cavità” (le “radure”) come dei “castelli di sabbia” che il cervello costruisce in risposta a degli stimoli e che poi vengono improvvisamente demoliti quando non servono più.
La grande domanda è se la complessità dei compiti che il cervello umano può eseguire dipenda a sua volta dalla complessità di queste strutture multidimensionali.