Evet yanlış duymadınız. Belki de şu bütün evrende bulunan en kompleks yapı olan ve hakkında araştırma yaptıkça bizi hayrete düşüren insan beyni hakkında ciddi bir bulguya ulaşıldı.
2017 ye kadar yapılan araştırmalarda sinir bilimciler beyni incelemek için matematiğin klasik dallarını kullanıyorlardı. Başka bir deyişle daha önceden başka amaçlar için geliştirilmiş olan matematiği beyni anlamak için de kullanmaya çalışıyorlardı.
İnsan beyninde 11 boyutlu yapılar keşfedildi
Fakat buldukları şey ise beynin 11 boyutlu olarak çalışan geometrik yapılardan oluştuğuydu.
Eskiden dünyayı 3 boyutlu perspektiften algılıyorduk. Bundan dolayı az önce okuduklarınız size aldatıcı gelebilir ama bu çalışmanın sonuçları şu ana kadar bildiğimiz en karmaşık sistem olan beynin anlaşılmasında bir sonraki aşama olabilir.
Ekip çalışmasında matematiğin bir dalı olan cebir topolojisini kullandı. Topoloji özelde bir objenin uzayda şekil değiştirmesinden bağımsız olan özelliklerini tanımlamaya çalışır.Çalışma sonucunda nöronların komiteler halinde toplandığı gerçeğine ulaştılar. Buna ek olarak bir komitedeki nöron sayısı arttıkça nöronlardan müteşekkil komitenin de uzaydaki boyut (matematiksel tanımlı boyut- uzay zaman değil) sayısının arttığıydı.
Nöronlar Arasındaki Bağlantılar
O zaman EPFL ‘de sinirbilimci pozisyonunda çalışan baş araştırmacı Henry Markram ise “Bu bulgulara ulaşmayı hiç hayal etmiyorduk. Beyindeki küçük bir benekte bile on milyonlarca komiteler var. Hatta bazı komitelerin 11 boyuta ulaştığını gördük.” dedi.
Meseleyi daha açıklığa kavuşturmak için bir mefhumu tekrar ifade edelim. Bu makaledeki boyutlar fiziki boyut (en,boy,derinlik ve zaman ) değiller. Bunun yerine boyut tanımı nöron komitesinin nasıl bağlantılar kurduğuna işaret ediyor.
2017 de yayımlanan makalede şu ifade geçiyor: “Nöronlar arasındaki bağlantılar genelde komiteler aracılığıyla analiz ediliyor. Bir komitede tüm nöronların birbirlerine bağlı olması gerekiyor. Buna ek olarak bir komitedeki nöron sayısı onun büyüklüğünü veya daha değişik bir tabirle boyutunu belirtiyor. ”
Daha önce konu ile ilgili yayınlanan makalemiz: Bilim, İnsan Beyninde Çok Boyutlu Evren Bulduğunu İddia Ediyor
İnsan beyni yaklaşık olarak her biri muhtemel her yöne bağlantı yapmış 86 milyar nörondan müteşekkil. İşte bu afallatıcı sayıdaki hücreler yığını bizi nedenini hala bulamadığımız bir şekilde akıl ve bilgi sahibi yapıyor.
İhtiva ettiği milyarlarca bağlantının yol açtığı karmaşıklıkla hala beynin çalışmakta olan sinir bağlantı sistemini hakkıyla anlamış değiliz. Fakat araştırma ekibi tarafından yapılan matematiksel iskelet bizi dijital bir beyin inşa etme yolculuğunda bir adım atmamızı mümkün kıldı.
Ekip matematiksel testleri yapmak için 2015’te gerçekleştirilen Mavi Beyin Projesine ait neokorteks modelini kullandı. Beynimizdeki neokorteks bölgesi düşünme ve algı gibi üst seviye fonksiyonlarla alakalı eylemlerin bir kısmından sorumlu.
Sonuçlar Doğrulandı
İnsan beyninde 11 boyutlu yapılar keşfedildi
Ekip önce matematiksel iskeletini geliştirdi, test etti ve sonra sonuçları fare beyin dokusu üzerinde doğruladı. Ekipteki araştırmacılara göre cebir topolojisi beynin hem mikro (komiteler) hem makro (bütün beyin) seviyesinde incelenmesine yardımcı olan matematiksel araçlar sağlıyor.
İşte bu iki seviyenin birleştirilmesiyle sıkı bir şekilde bağlanmış nöron gruplarından(komite) ve aralarındaki boş hacimden(kavite) oluşan beyindeki yüksek boyutlu geometrik yapılar ayırt ediliyor.
Ekibin bir üyesi olan matematikçi Kathryn Hess şunu diyor: “Cebir topolojisi aynı zamanda hem mikroskop hem de teleskop görevi görüyor. Öyle aygıt ki onu aynı anda hem sinir komitelerini hem de bir ormandaki ağaçları incelerken kullanıyoruz”.
Beyindeki kıvrımlar beynin işlevi açısından büyük önem arz ediyor. Araştırmacılar ürettikleri yapay beyne bir uyarı verdiklerinde nöronların verdikleri uyarıya gayet organize bir şekilde reaksiyon verdiklerini gözlemledi.
Aberdeen Üniversitesinden matematikçi Ran Levi ise beynin verilen uyartılara önce çubuktan (1D) başlayarak sonra plaka (2D) sonra da kübik (3D) ve sonra daha kompleks yapılar oluşturarak cevap verdiğini ifade etti.
Uyartının etkisinin geçmesinden sonra ise oluşturulan bu yapıların eski hallerine geri döndüğünü söyledi. Meselenin daha iyi anlaşılması için beyin yoluyla gerçekleştirilen bir aktivitenin kumdan oluşan ve sonra bozulan bir kale ile analoji kurulabileceğini ifade etti .
Bu bulgular bize beynin yeni bir bilgiyi nasıl işlediğinin yeni fotoğrafını sağlıyor. Fakat, araştırmacılar beyindeki sinir hücresi komitelerinin bulundukları kompleks geometrik yapıya nasıl ulaştıklarının kesin olarak anlaşılamadığını söylüyorlar.
Buna ek olarak sinir hücrelerinden teşekkül eden bu komitelerin büyüklüğü ile işlemekte olduğumuz düşünsel eylemlerin kompleksliği arasındaki ilişkiyi belirlemek için çok derin araştırmalar yapılması lazım.
Ama bu kesinlikle cebir topolojisinin bize insanoğlunun en gizemli organı olan beyin hakkında bir bakış açısı kazandırabileceğine dair duyduğumuz son şey olmayacak.
Çalışma Frontiers of Computational Neuroscience adlı dergide yayımlandı
Çeviri: Enes DURAN
Kaynak: https://www.sciencealert.com/scientists-find-evidence-the-human-brain-can-create-structures-in-up-to-11-dimensions
Kaynak: beyinsizler.net
