Talvez você não saiba que um estudo da EPFL em Lausanne, Suíça (publicado há algum tempo no Fronteiras em neurociência computacional) revelou que as estruturas do cérebro humano operam em até 11 dimensões.
“Encontramos um mundo multidimensional que nunca teríamos imaginado”, explica o neurocientista Henrique Markram, diretor do Blue Brain Project (que conduziu a pesquisa) e professor da EPFL.
Um universo multidimensional dentro do cérebro
As imagens procuram transmitir algo além da imaginação: um reino de estruturas e lugares multidimensionais. À esquerda está uma réplica digital de uma porção do neocórtex, que é a região mais avançada do cérebro. Formas que variam de 1 a 7 dimensões e além. O “buraco negro” no centro simboliza um complexo de espaços ou cavidades multidimensionais.
No estudo, os pesquisadores revelaram que as redes de neurônios contidas nessas cavidades fornecem o elo perdido entre a estrutura e a função neural.
“Existem centenas de milhões desses objetos, mesmo em um pequeno ponto do cérebro, em até sete dimensões. Descobrimos estruturas de até onze dimensões em algumas redes”, disse Markram.
A matemática não foi suficiente
As visões matemáticas tradicionais, de acordo com estes estudos sobre o cérebro humano, são insustentáveis e ineficazes. “A matemática normalmente aplicada a estudos de redes não consegue detectar a estrutura multidimensional que vemos agora claramente”, revelou Markram.
Em vez disso, os cientistas decidiram usar a topologia algébrica. É um ramo da matemática que utiliza ferramentas de álgebra abstrata para estudar espaços topológicos. No estudo, cientistas do Blue Brain Project foram auxiliados por matemáticos Kathryn Hess da EPFL e Correu Levi da Universidade de Aberdeen.
“A topologia algébrica é como um telescópio e um microscópio ao mesmo tempo. Ele pode ampliar redes para revelar estruturas anteriormente indetectáveis. Em suma, numa floresta metafórica, podemos ver tanto as árvores como os espaços vazios (as clareiras)" acrescentou o professor Hess.
O cérebro humano multidimensional pode criar estruturas de até 11 dimensões
Os cientistas descobriram que as estruturas cerebrais são criadas quando um grupo de neurônios – células que transmitem sinais no cérebro – forma algo chamado panelinha. Cada neurônio é conectado exclusivamente a todos os outros neurônios do grupo, criando um novo objeto. Quanto mais neurônios houver em um clique, quanto maior o “tamanho” do objeto.
Os cientistas conseguiram construir um cérebro virtual com a ajuda de computadores e depois modelar suas estruturas usando topografia algébrica. Eles então conduziram experimentos em tecido cerebral real para confirmar as descobertas. Os pesquisadores descobriram cavidades entre os cliques adicionando estímulos ao cérebro virtual.
“O aparecimento de cada cavidade multidimensional quando o cérebro processa informações faz com que os neurônios da rede reajam aos estímulos de forma extremamente organizada”, explicou Levi.
É como se o cérebro reagisse a um estímulo construindo e depois destruindo uma torre de blocos multidimensionais, começando com hastes (1D), depois tábuas (2D), depois cubos (3D) e depois geometrias mais complexas com 4D, 5D, etc. . A progressão da atividade através do cérebro assemelha-se a um castelo de areia multidimensional que se materializa na areia e depois se desintegra.
Correu Levi , Universidade de Aberdeen.
Novos dados sobre o cérebro humano oferecem uma visão sem precedentes de como o cérebro humano processa informações.
Onde estamos hoje?
A descoberta memorável deu um forte impulso à pesquisa sobre o funcionamento do cérebro. A Covid desacelerou alguns deles, mas as questões sobre o cérebro “multidimensional” ainda estão todas em cima da mesa. Os cientistas disseram que ainda não está claro, por exemplo, como as cliques e as cavidades se formam de maneiras altamente específicas.
Novos estudos (também guiados por uma inteligência artificial cada vez mais eficaz) poderão ajudar os cientistas a desvendar este mistério e aqueles que ele traz consigo. Por exemplo, um dos maiores mistérios da neurociência: onde o cérebro “armazena” as suas memórias. “Talvez numa cavidade multidimensional”, conclui Markram.
