Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται Facebook Twitter
Με σκοπό την τεκμηρίωση της εγκυρότητας/αξιοπιστίας αυτής της θεώρησης αλγεβρικών τοπολογιών πολλαπλών διαστάσεων, οι ερευνητές προέβησαν σε εργαστηριακά πειράματα πραγματικού εγκεφαλικού ιστού, εξαχθέντος από ποντίκια-μοντέλα.
0

Συχνά σχολιάζεται ότι ο εγκέφαλος είναι η πιο περίπλοκη/μυστήρια δομή του γνωστού σύμπαντος, και, πράγματι, αυτός ο αφορισμός δε θα ήταν υπερβολή.

Παρά την εξαιρετική πρόοδο που σημειώνει η έρευνα στις Νευρεπιστήμες, υπάρχουν ακόμη καλά κρυπτόμενοι μηχανισμοί που διαφεύγουν την κατανόηση μας, ιδίως, όταν επιχειρούμε μία υψηλότερου επιπέδου κατανόηση της ανθρώπινης αντίληψης.

Τα μαθηματικά ήταν πάντοτε ο καλύτερος σύμμαχος στην ανάπτυξη επιστημονικών θεωριών/υποθέσεων, όπως και στον μετέπειτα ελέγχο τους, οπότε δε συνιστά καμία έκπληξη όταν το κυνήγι του "κρυμμένου θησαυρού" μας φέρνει προ περίπλοκων μαθηματικών εξισώσεων και μοντέλων.

Αυτή τη φορά, επιστήμονες του ερευνητικού Ινστιτούτου Εγκέφαλος-Νους, της Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λωζάννης, στη Γενεύη, της Ελβετίας, καταθέτουν μία νέα προσέγγιση στα πρακτικά της υπάρχουσας βιβλιογραφίας, διατυπώνοντας την υπόθεση -και τεκμηριώνοντας την- ότι ο εγκέφαλος επιστρατεύει πολυ-διάστατες νευρικές δομές, με σκοπό την επίτευξη της ορθής επεξεργασίας/ολοκλήρωσης της πληροφορίας.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτές οι δομές, στην πραγματικότητα, δεν υφίστανται σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, όπως τον αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινότητα μας. Είναι απλώς μαθηματικές έννοιες που επιτρέπουν μια νέα, ικανή και διορατική κατανόηση των σύνθετων δομών οργάνωσης που ενυπάρχουν στον εγκέφαλο.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές κατέγραψαν ταυτόχρονα την ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα πολλών νευρικών κυττάρων, και προχώρησαν σε μοντελοποίηση των δεδομένων με την αρωγή πανίσχυρων υπολογιστικών συστημάτων. Με αυτή τη μέθοδο κατάφεραν να διαπιστώσουν την ύπαρξη μοτίβων νευρωνικής συνδεσιμότητας, που μπορούν να περιγραφούν μόνο από αλγεβρικές τοπολογίες πολλαπλών διαστάσεων.

Με απλούστερα λόγια, ένα νευρικό κύτταρο, αναλόγως των δεδομένων αναγκών επεξεργασίας της πληροφορίας, μπορεί να συμμετάσχει σε περισσότερα από ένα δίκτυα, τα οποία συνιστούν διαφορετικά υποσύνολα οργάνωσης/συνδεσμολογίας ενός ορισμένου αριθμού συγκεκριμένων κυττάρων. Όσο αυξάνεται αυτός ο αριθμός, αυξάνονται και οι διαστάσεις που δύνανται να ερμηνεύσουν την υποκείμενη ηλεκτροφυσιολογική αναμετάδοση/επεξεργασία του σήματος/πληροφορίας.

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται Facebook Twitter

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτές οι δομές, στην πραγματικότητα, δεν υφίστανται σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, όπως τον αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινότητα μας. Είναι απλώς μαθηματικές έννοιες που επιτρέπουν μια νέα, ικανή και διορατική κατανόηση των σύνθετων δομών οργάνωσης που ενυπάρχουν στον εγκέφαλο.

Δίχως αυτή την προσέγγιση, η ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα που παρατηρείται στον εγκέφαλο μοιάζει εντελώς τυχαία. Και προφανώς, ένα τυχαίο μοτίβο επεξεργασίας της πληροφορίας ποτέ δε θα ανέδυε τις αξιοθαύμαστες αντιληπτικές ικανότητες της πιο περίπλοκης γνωστής μηχανής του σύμπαντος.

Με σκοπό την τεκμηρίωση της εγκυρότητας/αξιοπιστίας αυτής της θεώρησης αλγεβρικών τοπολογιών πολλαπλών διαστάσεων, οι ερευνητές προέβησαν σε εργαστηριακά πειράματα πραγματικού εγκεφαλικού ιστού, εξαχθέντος από ποντίκια-μοντέλα (τι τραβάνε τα καημένα). Τα αποτελέσματα, πράγματι, επιβεβαίωσαν την εγκυρότητα της (εκφαινόμενη ως προβλεπτική αξία μοντέλου) και δημοσίευσαν τη δουλειά τους στην επιστημονική επιθεώρηση Frontiers in Computational Neuroscience.

Πλέον, η ερευνητική ομάδα από την Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάνης αισιοδοξεί ότι η εφαρμογή του νέου μοντέλου/πλαισίου ερμηνείας θα συνεισφέρει στην λεπτομερέστερη και πιο διορατική κατανόηση των μηχανισμών της μνήμης, της μάθησης και γενικότερα της νόησης, τους οποίους η νευροεπιστημονική κοινότητα δεν έχει ακόμη αποκρυπτογραφήσει πλήρως.

Follow me on Facebook

Τech & Science
0

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

Google: Εισάγει το AI Mode στην Ελλάδα - Όσα αλλάζουν στην αναζήτηση

Τech & Science / Google: Εισάγει το AI Mode στην Ελλάδα - Όσα αλλάζουν στην αναζήτηση

Tο AI Mode χρησιμοποιεί την τεχνική "query fan-out" (διασπορά ερωτημάτων) της Google, η οποία αναλύει την ερώτηση των χρηστών σε επιμέρους θέματα και εκτελεί ταυτόχρονα πληθώρα αναζητήσεων για λογαριασμό του
LIFO NEWSROOM
Κατάθλιψη: Οι γυναίκες διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο εμφάνισης σε σύγκριση με τους άνδρες

Τech & Science / Κατάθλιψη: Οι γυναίκες διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο εμφάνισης σε σύγκριση με τους άνδρες

Η μελέτη αναγνωρίζει ότι υπάρχουν πολλαπλές εξηγήσεις για τη διαφορά στα ποσοστά κατάθλιψης μεταξύ ανδρών και γυναικών - από συμπεριφορικούς και περιβαλλοντικούς, έως βιολογικούς παράγοντες
LIFO NEWSROOM
Ευρωπαίοι πολιτικοί ελέγχθηκαν για PFAS – Όλοι βγήκαν θετικοί στα «παντοτινά πλαστικά»

Τech & Science / Ευρωπαίοι πολιτικοί ελέγχθηκαν για τοξικά χημικά PFAS – Όλοι βγήκαν θετικοί στα «παντοτινά πλαστικά»

«Πρόκειται για μια ανατριχιαστική πραγματικότητα. Είναι κρίσιμο να αναλάβουμε δράση» τόνισε ο Δανός υπουργός Περιβάλλοντος, στο αίμα του οποίου βρέθηκαν τρεις ουσίες τοξικές για την αναπαραγωγή
LIFO NEWSROOM
AI στα σχολεία: Όταν οι μαθητές διδάσκουν τους δασκάλους για την Τεχνητή Νοημοσύνη

Τech & Science / Αυτοί οι έφηβοι από τη Silicon Valley ορίζουν πώς θα μπει η AI στα σχολεία όλου του κόσμου

Μαθητές στη Σίλικον Βάλεϊ αναλαμβάνουν πρωτοβουλία να καθορίσουν οι ίδιοι –μαζί με γονείς και εκπαιδευτικούς– τους κανόνες χρήσης της Τεχνητής Νοημοσύνης στην εκπαίδευση
LIFO NEWSROOM
ChatGPT: Πατέρας παρέκαμψε σε 5 λεπτά τα φίλτρα ασφαλείας για εφήβους

Τech & Science / ChatGPT: Πατέρας παρέκαμψε σε 5 λεπτά τα φίλτρα ασφαλείας για εφήβους

Το ChatGPT παρουσίασε νέους γονικούς ελέγχους, όμως οι ειδικοί προειδοποιούν: τα παιδιά μπορούν να τους παρακάμψουν εύκολα - Οι ανησυχίες για την ασφάλεια, την ιδιωτικότητα και την ψυχική υγεία των εφήβων φουντώνουν, ενώ οι αρχές ζητούν αυστηρότερη νομοθεσία για την τεχνητή νοημοσύνη
LIFO NEWSROOM
VIOLOGIKA OPLA VIOTROMOKRATIA TEHNITI NOIMOSINI

Τech & Science / Βιοτρομοκρατία: Ερευνητές προειδοποιούν για επικίνδυνες παραλλαγές πρωτεϊνών μέσω τεχνητής νοημοσύνης

Ερευνητές προειδοποιούν για αυξανόμενες απειλές βιοτρομοκρατίας λόγω AI και συνθετικής βιολογίας, εντοπίζοντας κρίσιμη ευπάθεια σε λογισμικό βιοασφάλειας
LIFO NEWSROOM