研究：人腦結構功能之層次可達11維

大腦中的神經細胞之間的突觸聯繫方式之多，無法計算。大腦的微觀結構奧祕，人類無法想像。（資料圖片）

大腦中的神經細胞及非神經細胞的數量是個天文數字， 其中結構及功能之複雜令人類的任何儀器都望塵莫及。 瑞士科學家最新研究指，腦細胞之間的相互組合、協調發揮功能的層次可達11維之多。

編譯 _ 張秉開

人腦的複雜程度有多大？這是一個很難回答的問題。因為大腦中的神經細胞及非神經細胞的數量是個天文數字，估計超過1000億，其中結構及功能之複雜令人類的任何儀器都望塵莫及。

瑞士科學家進行的一項最新研究指，如果從空間維數的角度描述大腦，其中腦細胞之間的相互組合、協調發揮功能的層次可達11維之多。

這項名為「藍腦計畫」研究的科學家對得到的結果十分驚訝：「我們發現一個從未想像到的世界。」

利用染色方法，在顯微鏡下觀察局部大腦的神經細胞分布情況，可見細胞之間的組織結構極其細密複雜。（維基百科）

該研究負責人馬克朗（Henry Markram）說：「在大腦的小空間內，竟然存在數千萬客觀物體，以高達7維的網絡關係連接在一起，有些地方甚至為11維。」

據科技網站「每日星系」（dailygalaxy）6月12日報導，因為大腦極為複雜，所以科學家使用數學方法對其進行模擬分析，結果發現其中處理信息的方式猶如多重宇宙，維度之高超出預料。

多重宇宙論認為，在宇宙中存在有大量的可觀測區（紅十字和紅圈所示），我們的「宇宙」是其中的一個可觀測區。（維基百科）

即使如此，科學家表示，這也只是大腦結構中一個局部的特點而已，對於大腦的全部性質實則無法解析。

「所以，我們的研究說明，為什麼大腦功能結構間的關係是如此難以研究。」瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的生命科學及數學家海斯（Karen Hess）說。

科學家解釋，之所以使用數學方法分析大腦結構，是因為這種方法既可以注重局部細節，同時又考慮到整體情況。

這種維數已經遠遠超出我們平時所說的長寬高三維空間的概念，而完全是數學中的哲學概念，這說明大腦中神經細胞之間的聯繫之複雜是無法用語言去描述的。

目前，科學家認識到大腦神經細胞之間存在一種名為突觸的聯繫。一個神經細胞的突觸數量可達數千、上萬，結合數以億數的神經細胞，大腦中的神經細胞之間的突觸聯繫方式之多是無法計算的，而在神經細胞與非神經細胞之間也有各種聯繫，因此大腦的微觀結構奧祕可能是我們永遠無法想像的。◇