고전적인 수학을 응용하는 것으로, 뇌의 구조를 관찰하는 완전히 새로운 방법이 고안되었다. 이에 따르면, 뇌는 최대 11차원으로 실행하는 다차원 기하학적 구조라고 한다.
"상상조차 할 수 없었던 세계가 발견되었습니다"라고 스위스 로잔 연방 공과 대학의 신경 과학자 앙리 마크램 씨는 언급하고있다.
"뇌의 작은 조각에서조차, 이러한 물체가 수천이나 7차원을 넘어 존재하고 있었습니다. 일부 네트워크에서는 11차원 구조도 발견했다"
사람은 세계를 3차원의 공간으로 파악하는 생물이다. 4차원 공간도 제대로 상상할 수 없는데, 갑자기 뜬금없이 11차원이라니...도저히 이해가 되지 않는다. 도대체 무슨 일일까?
- 고차원 기하학 물체로서의 뇌
이 수학적 뇌 모델은, 슈퍼 컴퓨터로 인간 두뇌를 재현하자는 계획 "블루 브레인 프로젝트"의 연구팀에 의해 만들어졌다.
연구팀은, "대수적 위상 수학"이라는 형상의 변화에 관계없이 물체와 공간의 특성을 설명 할 수있는 수학을 응용하여, 신경 세포 그룹은 크릭(조밀한 신경 세포의 집단)으로 결합하고 있는 것을 밝혀냈다. 그리고 크릭의 신경 세포의 수는 고차원 기하학 물체로의 크기와 관련이 있다고 한다.
그렇게 말해도, 전혀 생각이 정리되지 않는 것은, 자신의 머리속에 있는 뇌가 11차원이라는 복잡 기괴한 구조이기 때문이 아닐까....
- 노드 그룹의 크기=차원
어찌되었든지 11차원이라고 말해도 물리적 공간을 가리키는 것은 아니다. 여기서의 차원이라는 것은, 신경 세포 크릭의 결합 상태에 대해 언급 한 것이다.
"Frontiers in Computational Neuroscience"(2017년 6월 12일자)에 게재 돈 논문에서는 이렇게 설명되어있다.
"네트워크는, 크릭이라고하는 것이 전체 결합 한 노드 그룹의 관점에서 분석된다. 크릭의 신경 세포의 수는 그 크기를 결정한다. 보다 형식적으로 말한다면, 차원을 결정한다"
- 신경 세포 네트워크의 수학적 모델
인간의 뇌는 860억 개의 신경 세포를 가진 것으로 추정되고있다. 각 신경 세포는 온갖 방향으로 거미줄처럼 연결되어있고, 사고와 의식을 야기하는 광대 한 세포의 네트워크를 구축한다.
그 특징을 모방 한 수학적 두뇌 모델에 가장 자극을 주어보았는데, 쥐의 진짠 뇌조직과 같은 결과가 재현 된 것 같다.
아직 완전한 이해에 이르지 않은 거대한 신경 네트워크를 가진 뇌 지만, 이 수학적 모델의 등장으로 컴퓨터상의 디지털 뇌 모델의 완성에 한걸음 더 전진 할 수 있었다는 것이다.
- 다차원에 걸쳐 창조와 파괴의 과정
연구팀에 따르면, 대수적 위상 기하학은 신경 네트워크를 개별 신경 세포 수준에서도, 뇌 전체 수준에서도 상세하게 조사할 수 있는 수학적 도구로, 말하자면 현미경과 망원경의 역할을 동시에 수행 할 수있는 것이라고한다.
미시적 관점과 거시적 관점과의 둘을 결합하는 것으로, 신경 세포가 밀집한 크릭과 그 사이에 아무것도 없는 공간에서도 구성되는, 뇌의 고차원 구조가 발견되었다.
아무것도없는 공간에도, 캐비터 또는 뇌가 가능하기 위해서는 결정적으로 중요하다는. 수학 모델에 가장 자극을 주어 보았는데, 신경 세포는 매우 질서있게 반응하고 있었다.
그 모습은, 막대(1차원)에서부터 시작, 판(2차원), 큐브(3차원), 더 복잡한 도형(4차원, 5차원)으로 이어지는 다차원 블록에 타워를 짓고는 파괴하고 있는 것 같은 반응이었다고한다.
"뇌의 활동의 진행은, 모래로 만들어져 분해되는 다차원 모래성 같았다"고 스코틀랜드 애버딘 대학의 수학자 런 레비씨는 말한다.
- 뇌의 11차원과 시공의 11차원
연구팀은 뇌가 정보를 처리하는 방법에 대해서 새로운 도식이 등장했다고 평가하는 한편으로, 어떤 메커니즘으로 이 특징적 인 크릭과 구멍이 형성되는지는 확실하지 않다고한다.
이 우주에 존재하는 힘의 행동을 모두 설명하려한다면, 극강의 물리이론과 기대되는 것이 초강력 이론이다. 이를 통합시키는 M이론에 따르면, 이 세상은 11차원으로 이루어져있기 때문에, 기이하게도 뇌의 11차원과 일치한다.
과연 이것은 우연의 일치인가? 아니면 필연인가?
아마추어의 눈에는 뇌의 메커니즘의 해명에 접근했다기보다는, 이해가 되지않는 것이 또 하나 나타났다고해야....
