Il nostro cervello mostra un’architettura sempre più complessa

Il progetto Blue Brain nasce nel 2005 per iniziativa del Politecnico di Losanna e della Ibm, scopo del Blue Brain era simulare il funzionamento del cervello umano.

Da questo progetto nasce lo studio pubblicato sulla rivista Frontiers in Computational Neuroscience, grazie al quale per la prima volta è stata mostrata l’architettura alla base delle funzioni cognitive più complesse.

La ricerca è coordinata da Henry Markram, direttore del progetto Blue Brain e ricercatore del Politecnico di Losanna mostra che le cellule nervose interagiscono fra loro formando strutture che possono avere due dimensioni come i piani, oppure tre come i cubi, oppure ancora strutture a cinque, sei e perfino 11 dimensioni.

La ricerca si basa sull’applicazione allo studio dei neuroni della topologia algebrica, la branca della matematica che utilizza l’algebra per studiare proprietà e struttura delle forme nello spazio.

“L’algebra topologica – ha detto Hess – è nello stesso tempo un microscopio e un telescopio: può fare uno zoom all’interno delle reti per scoprirne le strutture più nascoste, come gli alberi in una foresta, e riuscire a vedere gli spazi vuoti, come le radure”.

Quello che è stato possibile mostrare è una rete dei circuiti che, non si limita a intrecciarsi sulla base delle quattro dimensioni finora note, ossia le tre relative allo spazio più quella del tempo, ma può raggiungere perfino 11 dimensioni.

La conferma dei modelli matematici è arrivata dall’osservazione sia del tessuto della corteccia cerebrale ottenuto dal progetto Blue Brain nel 2015 con una simulazione, sia di un frammento reale di tessuto cerebrale.

Gli esperimenti hanno confermato non solo che le strutture multidimensionali si formano davvero, ma che il cervello si riorganizza costantemente, creando nuove strutture e poi demolendole per costruirne di nuove.

“Sono come castelli di sabbia multidimensionali, che continuamente si materializzano per disintegrarsi subito dopo”, ha osservato Markram.

“Abbiamo scoperto  un mondo che non avremmo mai potuto immaginare” e che “esistono decine di milioni di questi oggetti anche in una porzione del cervello piccola come una briciola”.

Fonte:

Cliques of Neurons Bound into Cavities Provide a Missing Link between Structure and Function Frontiers in Computational Neuroscience (2017). DOI: 10.3389/fncom.2017.00048

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