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運用代數拓樸 可找出腦結構11維度

陳俊良 2019/09/01 18:45 點閱 8856 次
科學家證實人類大腦可以創造11種維度的結構。圖為瑞士洛桑聯邦理工學院一景。(photo by wikimedia)
科學家證實人類大腦可以創造11種維度的結構。圖為瑞士洛桑聯邦理工學院一景。(photo by wikimedia)

【台灣醒報記者陳俊良綜合報導】解密神經元網絡,用數學方法可找出11種維度!大腦向來被視為人體最複雜的器官,人類大腦估計有860億個神經元。在過去的研究中較多採取傳統的空間觀點,但來自瑞士的研究團隊採用「代數拓樸」方法,發現神經元網絡之間的意義別有洞天。

根據《科學警示》報導,科學家證實人類大腦可以創造11種維度的結構。瑞士洛桑聯邦理工學院的這項研究計畫,運用超級電腦來重構人腦;團隊採取代數拓樸方法,發現一群群的神經元與神經元簇彼此連結,導致其規模堪比高維度的幾何物件,這是一種數學維度的概念,而非時間、空間的四維概念。

一丁點的腦部裡,就有數以千萬計像這樣的物件。研究者透過這樣的維度來衡量神經元簇是如何連結的。一個神經元簇裡面的神經元數量決定其規模,乃至其維度。研究團隊所建立的數學模型有助於辨識神經元網絡的細節,找到隱藏的結構,不僅是在個別神經元的層次,也達到大腦結構的層次。

至於這些多維度的幾何型態,與我們認知功能的複雜度如何交相關聯,仍有待後續研究的努力。瑞士洛桑聯邦理工學院腦與心理研究所自2005年即啟動「藍腦計畫」,嘗試用分子層級的逆向工程來建立電腦所模擬的大腦。

根據《優瑞克警示》,該計畫於去年11月發布了數位3D腦細胞輿圖。



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