Šveitsi teadlastel õnnestus koos IBMi ekspertidega avastada inimajus struktuure, mis eksisteerivad mitte ainult neljas või viies, vaid isegi üheteistkümnes mõõtmes. Selliseid mitmemõõtmelisi struktuure kasutades töötleb meie aju sissetulevat teavet.

Šveitsi Lausanne'i tehnikaülikooli eksperdid ja nende kolleegid IBM-ist on inimaju modelleerimisega tegelenud üle kümne aasta. 2015. aastal õnnestus neil luua aju tundliku süsteemi väikese tüki mudel, mille maht ei ületa 0,3 mm³. Selliseid funktsionaalseid üksusi nimetatakse neokortikaalseteks kolonnideks ja neis on neuronitevahelised sünapsid palju tugevamad kui väljaspool seda piirkonda olevate neuronite puhul. Mudeli loomiseks pidid teadlased uurima ja kirjeldama kaheksa miljonit närvirakkude vahelist seost ning registreerima 14 000 neuroni aktiivsust.

Ühe veeru kuju kirjeldamiseks kasutasid teadlased mitu aastat tagasi saadud tulemusi ja äsja avastatud skeeme. Ja nad on jõudnud millegi enam ulmega sarnaseni; teadlastel on õnnestunud avastada ajus struktuure, mis eksisteerivad 4. või 5. dimensioonis, mõned isegi 11. dimensioonis.

On üsna ilmne, et inimsilm ei suuda neid struktuure näha. Need avastati algebralise topoloogia abil, matemaatika haru, mille võrrandid võimaldavad kirjeldada ruumis objekte, mis eksisteerivad mitmes mõõtmes.

Avaldatud artiklis on öeldud, et mitmemõõtmeliste struktuuride tekkimine toimub nendel juhtudel, kui neuronid ühenduvad üksteisega teatud kindlal viisil. Nende rühmituse kuju määrab neuronite paigutus. Mida rohkem närvirakke on struktuuris, seda keerulisem on selle kuju.

Projekti Blue Brain juhi, neuroteadlase Henry Markrami sõnul on väikeses ajutükis kümneid miljoneid selliseid mitmemõõtmelisi objekte. Nende mitmemõõtmeliste struktuuride avastamine selgitab, miks aju uurimine ja modelleerimine on seni olnud nii problemaatiline.

Teadlased kasutasid matemaatilisi tööriistu, mis ei olnud kohandatud mitmemõõtmeliste struktuuridega. Praegu on neil tänu Ran Levile Šotimaa Aberdeeni ülikoolist ja Kathryn Hessile Lausanne'ist – kahele topoloogiaeksperdile – võimalus kirjeldada mitmemõõtmelisi neuronaalseid moodustisi.

Pärast stimuleeriva stiimuli saamist hakkab aju ehitama struktuuri, mis on kokku pandud kuubikutest, varrastest ja plaatidest ning keerukamatest mitmemõõtmelistest üksustest. Need murenevad ehitusega sama kiirusega ja kõik need protsessid toimuvad range korra järgi.

Tänapäeval seisavad teadlased silmitsi küsimustega, kas sarnased neuronaalsed struktuurid on seotud ka teabe talletamisega meie mälestustesse ja kas nende keerukus sõltub meie ees seisvate ülesannete keerukusest.