Οι πολλές διαστάσεις του ανθρώπινου εγκεφάλου

Οι επιστήμονες ελπίζουν
ότι τώρα θα μπορέσουν
να εντοπίσουν που και πώς αποθηκεύονται οι ανθρώπινες μνήμες

Καθώς επί χρόνια οι νευροεπιστήμονες πασχίζουν να βρουν πού ο εγκέφαλος αποθηκεύει τις αναμνήσεις του, σύμφωνα με τον καθηγητή Μάρκραμ, «αυτές μπορεί τελικά να κρύβονται σε κοιλότητες ανάμεσα στις ανώτερες διαστάσεις».

Ο άνθρωπος, σύμφωνα με τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, έχει την ικανότητα να κατανοεί τον κόσμο σε τέσσερις διαστάσεις, τρεις του χώρου, δηλαδή μήκος, πλάτος, ύψος, και μία του χρόνου.
Τουλάχιστον έτσι πιστεύαμε μέχρι σήμερα.
Ωστόσο, σύμφωνα με νέα επιστημονική έρευνα, οι δομές του εγκεφάλου μας είναι πολύ περισσότερο πολύπλοκες και αντιλαμβάνονται το περιβάλλον και τον κόσμο με έως και 11 διαστάσεις.

Ο ισχυρισμός των επιστημόνων του ελβετικού προγράμματος Blue Brain Project, με επικεφαλής τον κορυφαίου νευροεπιστήμονα καθηγητή Χένρι Μάρκραμ της Ελβετικής Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λωζάννης (EPFL), χρησιμοποίησαν πρωτότυπα μαθηματικά, δηλαδή μια αλγεβρική τοπολογία με τρόπο που δεν είχε ποτέ έως τώρα χρησιμοποιηθεί στη νευροεπιστήμη και στόχο έχει να φωτίσει τα πιο βαθιά αρχιτεκτονικά μυστικά του εγκεφάλου.

Στη σχετική ανακοίνωση στο περιοδικό υπολογιστικής νευροεπιστήμης «Frontiers in Computational Neuroscience» οι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι αποκάλυψαν ένα σύμπαν πολυδιάστατων γεωμετρικών δομών μέσα στα δίκτυα του εγκεφάλου.

Αυτές οι δομές πολλών διαστάσεων εμφανίζονται όταν κάθε νευρώνας συνδέεται με άλλους με τέτοιο τρόπο που δημιουργείται ένα ιδιόμορφο γεωμετρικό αντικείμενο.
Όσο περισσότεροι νευρώνες εμπλέκονται μαζί στην ίδια «κλίκα» τόσο αυξάνονται οι διαστάσεις αυτού του γεωμετρικού αντικειμένου.

«Βρήκαμε έναν κόσμο που ποτέ δεν είχαμε φανταστεί.
Υπάρχουν δεκάδες εκατομμύρια τέτοια αντικείμενα ακόμη και σε μια μικρή κουκκίδα του εγκεφάλου, έχοντας έως επτά διαστάσεις.
Σε μερικά εγκεφαλικά δίκτυα, βρήκαμε δομές ακόμη και με 11 διαστάσεις», δήλωσε ο καθηγητής Μάρκραμ.

Όπως είπε, αυτό πιθανώς εξηγεί γιατί είναι τόσο δύσκολο να καταλάβει κανείς τον εγκέφαλο.

Η νέα αποκάλυψη κατέστη εφικτή χάρη στη συνεργασία των νευροεπιστημόνων με μαθηματικούς οι οποίοι ειδικεύονται στην αλγεβρική τοπολογία, ένα κλάδο των μαθηματικών που περιγράφει συστήματα με οποιονδήποτε αριθμό διαστάσεων.

Είναι προφανές ότι, αν ο άνθρωπος δυσκολεύεται αφάνταστα να «πιάσει» τον κόσμο των τεσσάρων διαστάσεων του Αϊνστάιν (το συνεχές του χωροχρόνου), κόσμοι με περισσότερες διαστάσεις γίνονται υπερβολικά πολύπλοκοι ακόμη και για την πιο δυνατή φαντασία.

Στο πλαίσιο της νέας μελέτης, έγιναν με τη βοήθεια της αλγεβρικής τοπολογίας πολλαπλά τεστ στον ψηφιακό εγκεφαλικό ιστό, τα οποία έδειξαν ότι οι πολυδιάστατες δομές του εγκεφάλου που ανακαλύφθηκαν, αποκλείεται να δημιουργήθηκαν κατά τύχη.

Μετά τα σχετικά πειράματα σε πραγματικό εγκεφαλικό ιστό στο EPFL, επιβεβαιώθηκε ότι ο εγκέφαλος συνεχώς «ανακαλωδιώνεται» στη διάρκεια της ανάπτυξής του για να δημιουργήσει ένα δίκτυο με όσο γίνεται περισσότερες δομές που έχουν πολλές διαστάσεις.

Καθώς επί χρόνια οι νευροεπιστήμονες πασχίζουν να βρουν πού ο εγκέφαλος αποθηκεύει τις αναμνήσεις του, σύμφωνα με τον καθηγητή Μάρκραμ, «αυτές μπορεί τελικά να κρύβονται σε κοιλότητες ανάμεσα στις ανώτερες διαστάσεις».
~~~~~~~~~~~~~
δημοσιεύτηκε
12/06/2017 στην:efsyn.gr

Ο «αιώνιος γυρισμός» του Νίτσε και το «θεώρημα επανάληψης» …

Φρήντριχ Νίτσε 1844 – 1900

δημοσιεύτηκε 05/06/2011 5 physicsgg

… του Πουανκαρέ
Γράφει ο Νίκος Καζαντζάκης στην «Αναφορά στον Γκρέκο», συνεπαρμένος από την φιλοσοφία του Γερμανού φιλοσόφου Φρήντριχ Νίτσε:

 «….o χρόνος, συλλογίστηκες είναι απεριόριστος˙ η ύλη είναι περιορισμένη˙ αναγκαστικά λοιπόν θα ’ρθει πάλι στιγμή που όλοι ετούτοι οι συνδυασμοί της ύλης θα ξαναγεννηθούν οι ίδιοι, οι απαράλλαχτοι.
Ύστερα από χιλιάδες αιώνες ένας άνθρωπος σαν και μένα, εγώ ο ίδιος, θα σταθώ πάλι στο βράχο τούτον τον ίδιο και θα ξανάβρω την ίδια ιδέα.
Κι όχι μονάχα μια φορά, αναρίθμητες φορές˙ καμιά λοιπόν ελπίδα το μελλούμενο να ’ναι καλύτερο, καμιά σωτηρία˙ πάντα οι ίδιοι, απαράλλαχτοι, θα στριφογυρίζουμε στον τροχό του χρόνου.
Και τα πιο εφήμερα καταντούν έτσι αιώνια, κι η πιο ασήμαντη πράξη παίρνει ανυπολόγιστη πια σημασία…..«
H έννοια του «αιώνιου γυρισμού» ή «αιώνιας επιστροφής» του Νίτσε εμφανίζεται για πρώτη φορά στον αφορισμό 341 της “Χαρούμενης Επιστήμης” ως ένα υποθετικό ερώτημα:
«Το πιο βαρύ βάρος
Κι αν μια μέρα ή μια νύχτα, ερχόταν ένας δαίμονας και γλιστρούσε μέσα στην υπέρτατη μοναξιά σου και σούλεγε: «Αυτή τη ζωή, όπως την έζησες και την ζεις ως τα τώρα, πρέπει να την ξαναρχίσεις από την αρχή, και να την ξαναρχίζεις αδιάκοπα˙ χωρίς τίποτα το καινούργιο˙ αντίθετα, μάλιστα!
Ο παραμικρός πόνος, η παραμικρή ευχαρίστηση, η παραμικρή σκέψη, ο παραμικρός στεναγμός, όλα όσα ένιωσες στη ζωή σου θα ξαναρθούν, κάθε τι το άρρητα μεγάλο και το άρρητα μικρό που έχει μέσα της, όλα θα ξαναρθούν, και θα ξαναρθούν με την ίδια σειρά, με την ίδια ανελέητη διαδοχή…. κι αυτή η αράχνη θα ξαναρθεί, κι αυτό το σεληνόφωτο ανάμεσα στα δέντρα, κι αυτή η στιγμή, κι εγώ ο ίδιος! Η αιώνια κλεψύδρα της ζωής θα ξαναγυρίζει ακατάπαυστα, κι εσύ μαζί της, απειροελάχιστη σκόνη των σκονών!»…
Δεν θάπεφτες κατάχαμα, δεν θάτριζες τα δόντια σου και δεν θα καταριώσουν αυτό το δαίμονα;
Εκτός πια, αν έχεις ζήσει κάποια θαυμαστή στιγμή, οπότε θα του απαντούσες: «Είσαι θεός˙ ποτές μου δεν άκουσα τόσο θείο λόγο!»
Κι αν σου γινόταν έμμονη αυτή η σκέψη, ίσως θα σε μεταμόρφωνε, κι ίσως και να σ’ εκμηδένιζε˙ και θ’ αναρωτιώσουν για το κάθε τι: «Το θέλεις αυτό; το ξαναθέλεις; μια φορά; πάντα; επ’ άπειρον;» κι αυτό το ερώτημα θα βάραινε επάνω σου με αποφασιστικό και τρομερό βάρος!
 Ή πάλι, Άχ πόσο θάπρεπε ν’ αγαπάς τον εαυτό σου και τη ζωή, ώστε να μην ποθείς πια τίποτ’ άλλο απ’ αυτή την υπέρτατη κι αιώνια διαβεβαίωση!«
Ο Νίτσε αφιέρωσε αρκετά χρόνια μελετώντας την φυσική επιστήμη της εποχής του για να έχουν επιστημονικό υπόβαθρο οι φιλοσοφικές του ιδέες.
Η επιστημονική βάση του «αιώνιου γυρισμού» είναι ένα «αληθές» θεώρημα του Γάλλου μαθηματικού Henri Poincaré  το «θεώρημα επανάληψης» σύμφωνα με το οποίο:
«Ένα σύστημα πεπερασμένης ενέργειας, περιορισμένο σε έναν πεπερασμένο όγκο, μετά από ένα αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση».
Κατά συνέπεια εφόσον ο αριθμός των συστατικών του σύμπαντος είναι πεπερασμένος, μπορεί να σχηματίσει πεπερασμένο μόνον πλήθος διαφορετικών συνδυασμών.
Αφού σχηματιστούν όλοι οι δυνατοί συνδυασμοί, τα συστατικά του σύμπαντος επιστρέφουν «αναγκαστικά» κάποτε στην αρχική τους κατάσταση.
Και αυτό συμβαίνει άπειρες φορές, εφόσον έχουμε στη διάθεσή μας άπειρο χρόνο…

Το θεώρημα φαίνεται εκ πρώτης όψεως ότι αντιφάσκει με το θεώρημα Η του Boltzmann, αν θεωρήσουμε ότι η σχέση του θεωρήματος dH/dt≤0 ισχύει σε κάθε χρονική στιγμή.
Δεδομένου όμως ότι αυτό δεν είναι απαίτηση του θεωρήματος Η – δεν υφίσταται κανένα παράδοξο.(Το μέγεθος Η συνδέεται άμεσα με την εντροπία S του συστήματος, το μέγεθος που μετράει την αταξία του συστήματος)
Ένα σύστημα θα μπορούσε να επιστρέψει στην αρχική του κατάσταση – σύμφωνα με το θεώρημα Poincaré – χωρίς να παραβιάζεται ο 2ος νόμος της θερμοδυναμικής.
Μια πρόχειρη εκτίμηση δείχνει ότι η διάρκεια ενός κύκλου Poincaré είναι της τάξης του eN, όπου Ν είναι ο συνολικός αριθμός των μορίων του συστήματος. Έστω ότι N ~ 10 23, τότε η χρονική διάρκεια ενός κύκλου Poincaré είναι εξαιρετικά μεγάλη: 101023 sec ή 101023 ηλικίες σύμπαντος (θεωρούμε ότι η ηλικία του σύμπαντος είναι της τάξης  ~ 10 10 έτη).
Αυτός είναι ο χρόνος που απαιτείται για να επιστρέψει το σύστημα στην αρχική του κατάσταση – χωρίς αυτό να σημαίνει ότι ο νέος κύκλος που θα ακολουθήσει θα είναι πανομοιότυπος με τον προηγούμενο!
Είναι φανερό ότι οι χρόνοι αυτοί δεν έχουν σχέση με φυσική!
ΠΗΓΕΣ
1.»Αναφορά στον Γκρέκο», Νίκος Καζατζάκης
2.»Χαρούμενη Επιστήμη», Friedrich Nietzsche
3.»Statistical Mechanics», Κerson Huang
physicsgg.me