El cerebro crea estructuras neuronales con 11 dimensiones cuando procesa información

Según ha manifestado Henry Markram, director del Blue Brain Project, el cerebro humano crea estructuras neuronales con hasta 11 dimensiones cuando procesa información.

En esta investigación pionera que combina la neurociencia con las matemáticas, se entiende por “dimensiones” espacios matemáticos abstractos, no otros reinos físicos.

Neurociencia y matemáticas
El objetivo del Blue Brain Project, con sede en Suiza, es crear una simulación digital “biológicamente detallada” del cerebro humano. Al crear cerebros digitales con un nivel “sin precedentes” de información biológica, los científicos pretenden avanzar en nuestra comprensión del increíblemente complejo cerebro humano, que tiene alrededor de 86.000 millones de neuronas.

Para lograr una visión más clara de cómo funciona una red tan inmensa que forma nuestros pensamientos y acciones, los investigadores emplearon superordenadores y una peculiar rama de las matemáticas: la topología algebraica. Ésta les permitió determinar que nuestro cerebro crea constantemente formas y espacios geométricos multidimensionales muy intrincados que parecen “castillos de arena”. El equipo basó su investigación actual en el modelo digital del neocórtex que terminó en 2015.

En el estudio, primero se realizaron pruebas en el tejido cerebral virtual y, posteriormente, se confirmaron los resultados haciendo los mismos experimentos en tejido cerebral real de ratas.

Sin emplear la topología algebraica, una rama de las matemáticas que describe sistemas con cualquier número de dimensiones, visualizar la red multidimensional era imposible.

Utilizando el nuevo enfoque matemático, los investigadores pudieron ver el alto grado de organización en lo que anteriormente parecían patrones de neuronas “caóticos”. Según explica la autora del estudio, Kathryn Hess:

La topología algebraica es como un telescopio y un microscopio al mismo tiempo. Puede acercarse a las redes para encontrar estructuras ocultas, los árboles en el bosque, y ver los espacios vacíos, los claros, todo al mismo tiempo.

En la siguiente imagen, se puede ver a la izquierda una copia digital de una parte del neocórtex, la parte más evolucionada del cerebro. En la imagen de la derecha: formas de diferentes tamaños y geometrías que representan estructuras que van desde 1 dimensión hasta 7 dimensiones y más. El “agujero negro” en el medio simboliza un complejo de espacios multidimensionales, también conocidos como cavidades.

Bluebraintea
Es como si el cerebro reaccionara a un estímulo construyendo y luego arrasando una torre de bloques multidimensionales, comenzando con barras (1D), luego tablas (2D), luego cubos (3D), y luego geometrías más complejas con 4D, 5D, etcétera. La progresión de la actividad a través del cerebro se asemeja a un castillo de arena multidimensional que se materializa fuera de la arena y luego se desintegra.

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