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人的意識(shí)可能是宇宙中的最大謎題，雖然我們已可觸及到時(shí)間和空間的最初起源，但對(duì)人的意識(shí)如何產(chǎn)生，有著怎樣一種運(yùn)行機(jī)制，幾乎還一無所知。瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）神經(jīng)科學(xué)家亨利·馬克姆主持的藍(lán)腦計(jì)劃研究發(fā)現(xiàn)，雖然我們已習(xí)慣于從三維角度來看待世界，但我們的大腦卻充滿了多維的幾何結(jié)構(gòu)，甚至可能是在11個(gè)維度上運(yùn)行。 人的大腦估計(jì)有驚人的860億個(gè)神經(jīng)元，這些神經(jīng)元在每個(gè)可能的方向互相連接，形成廣泛的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，以某種方式使我們有了思想和意識(shí)。為了破解意識(shí)從何而來，研究人員利用瑞士的超級(jí)計(jì)算機(jī)，用代數(shù)拓?fù)涞姆椒ǎ瑯?gòu)建了大腦皮層的詳細(xì)模型。通過數(shù)學(xué)模型對(duì)虛擬刺激的反應(yīng)測(cè)試，以及對(duì)老鼠大腦的實(shí)際測(cè)試，研究人員可以在單個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞及整個(gè)大腦結(jié)構(gòu)上來辨識(shí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的細(xì)節(jié)，發(fā)現(xiàn)在大腦中存在著不同種類和巨大數(shù)量的高維幾何結(jié)構(gòu)，由緊密連接的神經(jīng)元團(tuán)塊和它們之間的空白區(qū)域（空洞）組成。 這些團(tuán)塊或空洞似乎對(duì)大腦功能至關(guān)重要，當(dāng)研究人員給他們的虛擬大腦組織施加刺激時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)神經(jīng)元以一種高度有組織性的方式對(duì)刺激作出了反應(yīng)。這意味著我們思考問題的時(shí)候，神經(jīng)元的團(tuán)塊會(huì)逐漸組合成更高維的結(jié)構(gòu)，形成高維的孔隙或空洞，團(tuán)塊中的神經(jīng)元越多，空洞的維度就越高，最高的時(shí)候可以達(dá)到11個(gè)維度。而整個(gè)過程總是遵循從低維到高維，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜的順序，到最后轟然崩解。就像在沙灘上建一座城堡，從無到有，城堡越來越高，最后總又歸于平靜的沙灘。 看起來很熟悉不是？這和宇宙的大尺度纖維結(jié)構(gòu)如出一轍，星系和星系團(tuán)組成巨大的纖維狀結(jié)構(gòu)，中間是巨大的空洞。不久前的一項(xiàng)研究中，就發(fā)現(xiàn)我們的銀河系處于一個(gè)十億光年的巨大空洞里，我們是在宇宙寂寞的邊緣地帶，而不是熱鬧的群星廣場(chǎng)。 這項(xiàng)研究提供了大腦如何處理信息的新發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們猜測(cè)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)中的高維空洞可能是大腦存儲(chǔ)記憶的地方，但目前并不清楚這些團(tuán)塊和空洞是以怎樣的機(jī)制形成的，又是如何發(fā)揮作用的，還需進(jìn)行更多的研究來確定神經(jīng)元的多維結(jié)構(gòu)與復(fù)雜的意識(shí)之間的聯(lián)系。 這項(xiàng)研究發(fā)表在《計(jì)算神經(jīng)科學(xué)前沿》上。 論文：http://journal./article/10.3389/fncom.2017.00048/full |
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