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脳は11次元構造を持つ多元宇宙だった！ “高次元ニューロン”の動きに科学者「誰も想像していなかった世界」

2017.06.13 18:30 文＝編集部

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脳は11次元構造を持つ多元宇宙だった！高次元ニューロンの動きに科学者「誰も想像していなかった世界」の画像1

画像は「Daily Mail」より引用

　人体最後のフロンティア――脳。世界中で研究が進み、脳に関する多くの新事実が明らかになる中、またしても驚愕のニュースが舞い込んできた。なんと、人間の脳が宇宙と同じ高次元体であることが最新の研究で判明、最大で11次元の構造を持つというのだ！

■科学者も驚愕、脳は11次元体だった！

脳は11次元構造を持つ多元宇宙だった！高次元ニューロンの動きに科学者「誰も想像していなかった世界」の画像2

画像は「Daily Mail」より引用

　人間の脳は860億個のニューロンを持ち、それらが互いに複雑に接続することで、意識や思考を生み出していると言われている。これほど複雑な構造体を紐解くことは容易ではなく、多くの科学者らの普段の努力にもかかわらず、その全貌は未だ解明されていない。だが、複雑に見えてしまうのは、これまで脳を3次元空間で捉えてきたからかもしれない。

　科学ニュース「Science Alert」（6月13日付）によると、スイスの研究チーム「Blue Brain Project」は、脳の高次元の働きを「代数的位相幾何学」という、これまで脳科学の分野では利用されてこなかった特殊な数学を用いて分析することで、ニューロン結合の複雑なプロセスをかえってシンプルに理解できるかもしれないと考えたそうだ。

「代数的位相幾何学」とは聞き慣れない数学分野だが、これには顕微鏡と望遠鏡を併せ持った特徴があり、それはまるで森の中から1本の木を見つけると同時に、全体的な視野から森の中の空き地を見つけるようなものだという。そして、この数学的特質が脳のニューロン結合を分析する上でも極めて効果的ということだ。

脳は11次元構造を持つ多元宇宙だった！高次元ニューロンの動きに科学者「誰も想像していなかった世界」の画像3

画像は「ZME」より引用

　研究チームは、同仮説を実証するため、大脳新皮質を再現したモデルを使ったコンピュータシミュレーションとネズミの脳で実験。これらの脳に刺激を与え、その反応を「代数的位相幾何学」を用いて、個々のニューロンから脳全体まで2つの異なるレベルで分析したところ、ニューロンの相互結合が増えれば増えるほど、複数のニューロンが結合して形成される「クリーク」が高次元体を形成していることが判明。知られていなかった高次元のニューロンの接続（クリーク）と空洞（カビティ）が発見されたという。

「刺激に対する脳の反応は、まるで多次元のタワーを建てて壊すかのようです。1次元の棒から始まり、2次元の板、3次元の立方体、そして4次元や5次元…etcといったより複雑な形状を作り上げていくのです」（ラン・レヴィ博士、スコットランド・アバディーン大学）

脳は11次元構造を持つ多元宇宙だった！高次元ニューロンの動きに科学者「誰も想像していなかった世界」の画像4

画像は「Science Alert」より引用

　もちろん、物質としての脳は3次元空間にしかないが、そのニューロン構造は最大で“11次元”にまで拡がっているというから驚きだ。この結果に対し、スイス連邦工科大学ローザンヌ校の脳科学者ヘンリー・マルクラム博士も「誰も想像していなかった世界を発見した」と、興奮気味に語っている。しばしば、宇宙と脳の類似が指摘されることがあるが、もしかしたら本当に脳はミクロコスモスなのかもしれない。

　今回の研究成果は6月12日付の科学ジャーナル「Frontiers in Computational Neuroscience」に掲載された。この研究により、脳の情報処理、そして意識や記憶の形成プロセスを多次元体として解明する道が開かれたといって良いだろう。今後ますます脳研究が盛り上がっていきそうだ。

参考：「Science Alert」、「Frontiers in Computational Neuroscience」、ほか