Наталья Бехтерева, всю жизнь посвятившая изучению мозга, в конце концов пришла к выводу: она и её коллеги до сих пор почти ничего не знают об этом органе. И действительно, каждое новое исследование открывает всё более удивительные тайны. Одно из них, проведённое швейцарскими нейробиологами, вызвало настоящую сенсацию: оказывается, человеческий мозг способен оперировать структурами вплоть до 11 измерений. Но что это означает на самом деле — и почему это не имеет никакого отношения к физическому миру?
Четыре измерения, которые мы знаем (и одно, которое мы не видим)
В физическом мире мы привыкли к трёхмерному пространству — длина, ширина, высота. А четвёртое измерение, время, не является пространственным: его нельзя увидеть или потрогать, но мы ощущаем его течение. Поэтому иногда говорят, что человек живёт в «3,5-мерном» или четырёхмерном пространстве-времени.
Но физики давно подозревают, что измерений гораздо больше. Ещё в 1920-х годах математик Оскар Клейн предположил, что дополнительные пространственные измерения существуют, но «свёрнуты» в микроскопические масштабы, недоступные человеческому восприятию. Эта идея легла в основу теории струн и М-теории, которые постулируют 10 или даже 11 измерений Вселенной. Однако все эти модели — чисто математические конструкции, не имеющие прямого физического подтверждения. Физические измерения, о которых говорят теоретики, — это не то же самое, что то, как мозг обрабатывает информацию.
От математической модели к нейробиологическому открытию
В 2015 году группа швейцарских нейробиологов, работающая в рамках проекта Blue Brain, начала реконструировать кору головного мозга с помощью суперкомпьютера. Для анализа они применили инструмент, который казался неожиданным для биологии — алгебраическую топологию. Этот раздел математики описывает свойства объектов независимо от их формы и позволяет находить скрытые структуры в сложных системах.
Выяснилось поразительное: когда нейроны получают сигналы, они объединяются в группы, которые математически описываются как объекты высокой размерности — вплоть до 11-мерных. Это не значит, что мозг «видит» мир в 11 измерениях, как в фильме «Интерстеллар». Речь идёт о математической модели обработки информации: нейроны формируют кластеры, которые можно описать в системах координат с большим количеством осей. Процесс напоминает строительство башен из кубиков: от одномерных «палочек» мозг переходит к двумерным «доскам», трёхмерным кубам и далее — к сложнейшим многомерным конструкциям.
Не просто математический курьёз
Открытие Blue Brain имеет огромное значение для нейробиологии. Оно показывает, что мозг — это не просто сеть нейронов, а сложнейшая динамическая система, которая способна формировать и разрушать многомерные структуры в зависимости от поступающей информации. Учёные заметили, что в моменты обработки сигналов эти «башни» возникают, а затем схлопываются — наподобие песчаных замков, которые волна смывает с берега.
Глава проекта Генри Маркрам признался: исследователи «увидели мир, который они никогда не ожидали увидеть». Физики до сих пор спорят, существуют ли дополнительные пространственные измерения на самом деле. Нейробиологи же доказали, что мозг использует многомерные математические модели для своей работы — и делает это с удивительной эффективностью. Но воспринимает ли человек эти 11 измерений сознательно? Нет. Мы по-прежнему живём в трёхмерном мире и видим его таким, каким создала нас эволюция. Просто наш мозг внутри себя, в своей «математической вселенной», работает на порядки сложнее, чем мы могли себе представить.
