Các nhà khoa học giải mã bí ẩn về ý thức, bộ não con người có thể hoạt động theo 11 chiều

Dự án Blue Brain do nhà khoa học thần kinh Henry Markham thuộc Viện Công nghệ Liên bang Lausanne (EPFL) ở Thụy Sĩ dẫn đầu đã phát hiện ra rằng mặc dù chúng ta đã quen nhìn thế giới từ góc độ ba chiều, nhưng bộ não của chúng ta chứa đầy các cấu trúc hình học đa chiều, và thậm chí có thể được hoạt động trên 11 chiều.

Bộ não con người là một cấu trúc đa quy mô phức tạp, trong đó các phân tử, tế bào và tế bào thần kinh cùng tồn tại. Nó có thể được mô hình hóa như một mạng lưới nhiều lớp, được gọi là nhóm kết nối não bộ. Các tế bào thần kinh lân cận được kết nối để tạo thành cấu trúc cục bộ, và các cấu trúc cục bộ khác nhau tạo thành kết nối để thực hiện các chức năng nhận thức.

Bộ não con người được ước tính có khoảng 86 tỷ tế bào thần kinh. Để giải mã ý thức đến từ đâu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một siêu máy tính của Thụy Sĩ và sử dụng cấu trúc liên kết đại số để xây dựng một mô hình chi tiết của vỏ não.

Thông qua kiểm tra phản ứng của mô hình toán học đối với các kích thích ảo và kiểm tra thực tế của não chuột, các nhà nghiên cứu có thể xác định các chi tiết của mạng lưới thần kinh trên một tế bào thần kinh đơn lẻ và toàn bộ cấu trúc não. Đồng thời phát hiện ra rằng có nhiều loại khác nhau với số lượng khổng lồ hoạt động với công suất cao trong não bao gồm một cấu trúc hình học ba chiều – các cụm tế bào thần kinh được kết nối chặt chẽ và tồn tại các vùng trống (khoang) giữa chúng.

Các vùng trống này dường như rất quan trọng đối với chức năng não. Khi các nhà nghiên cứu áp dụng các kích thích vào mô não ảo của chúng, họ phát hiện ra rằng các tế bào thần kinh phản ứng với kích thích một cách có tổ chức cao. Điều này có nghĩa là khi chúng ta suy nghĩ về các vấn đề, các cụm tế bào thần kinh sẽ dần dần kết hợp thành các cấu trúc có chiều cao hơn, tạo thành các lỗ hoặc khoảng trống có chiều cao.

Càng nhiều tế bào thần kinh trong các cụm thì kích thước của khoảng trống càng cao và giới hạn cao nhất có thể đạt được là 11 chiều. Toàn bộ quá trình luôn tuân theo thứ tự từ chiều thấp đến chiều cao, cấu trúc sẽ ngày càng trở nên phức tạp hơn và cuối cùng là sụp đổ. Nó giống như việc xây dựng một lâu đài trên bãi biển, lâu đài ngày càng cao và cuối cùng nó sẽ tự sụp đổ.

Điều này hoàn toàn giống với cấu trúc sợi quy mô lớn của vũ trụ, nơi các thiên hà và cụm thiên hà tạo thành một cấu trúc dạng sợi khổng lồ với một lỗ khổng lồ ở giữa. Trong một nghiên cứu gần đây, người ta phát hiện ra rằng thiên hà Milky Way của chúng ta nằm trong một lỗ hổng khổng lồ có kích thước một tỷ năm ánh sáng.

Nghiên cứu này cung cấp những khám phá mới về cách bộ não xử lý thông tin. Các nhà khoa học suy đoán rằng các khoảng trống chiều cao trong cấu trúc tế bào thần kinh có thể là nơi bộ não lưu trữ ký ức, nhưng không rõ các khối và khoảng trống này được hình thành như thế nào. Nó hoạt động như thế nào, bởi vậy những nghiên cứu đi sâu hơn là cần thiết để xác định mối liên hệ giữa cấu trúc đa chiều của tế bào thần kinh và ý thức phức tạp.

Sự tương tác giữa bộ não con người và vũ trụ là hoàn toàn khác nhau, nhưng đã có nhiều quan sát và phỏng đoán về sự giống nhau giữa mạng lưới nơ-ron và mạng lưới vũ trụ dưới sự quan sát từ kính hiển vi và kính thiên văn.

Các nhà nghiên cứu đã phân tích định lượng sự giống nhau giữa hai yếu tố dựa trên quan sát bằng kính hiển vi quang học về mô não và hình ảnh mạng lưới vật chất vũ trụ có độ phân giải cao, với sự trợ giúp của phương pháp phân tích mạng.

Đầu tiên, có sự khác biệt rất lớn về quy mô giữa mạng lưới não và mạng lưới vũ trụ, chúng chỉ tương đồng với nhau trên một quy mô cụ thể. Mạng lưới thần kinh não hiện được cho là bao gồm hàng chục tỷ tế bào thần kinh. Số lượng thiên hà hiện được quan sát thấy trong mạng vũ trụ thì đã vượt quá 100 tỷ.

Ngoài ra, trong mạng lưới thần kinh của não và mạng lưới của vũ trụ, chỉ có một lượng nhỏ vật chất cấu thành mạng lưới. Có một số lượng lớn các lỗ hổng giữa các thiên hà khổng lồ và khoảng 70% khối lượng được tạo ra từ vật chất tối.

Trong não người cũng vậy, là cơ quan sinh học, thành phần quan trọng nhất là nước, trong não người, tế bào thần kinh chỉ chiếm 25% và khoảng 75% là nước. Đến thời điểm này, việc “có nước trong đầu” là có cơ sở khoa học nhất định.

Trong vũ trụ, các cụm thiên hà mật độ lớn chiếm ưu thế, còn trong não người, cụ thể là trong mạng lưới thần kinh, các sợi thần kinh sẽ tạo ra các hoa văn nhỏ đồng nhất. Tuy nhiên, khi các nhà nghiên cứu tăng thêm độ phóng đại của kính hiển vi, họ có thể thấy một số điểm tương đồng với mạng lưới vũ trụ trong các lát cắt não.