科学家破解意识之谜？人脑能在11个维度上运行！

人的意识可能是宇宙中的最大谜题，虽然我们已可触及到时间和空间的最初起源，但对人的意识如何产生，有着怎样一种运行机制，几乎还一无所知。瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）神经科学家亨利·马克姆主持的蓝脑计划研究发现，虽然我们已习惯于从三维角度来看待世界，但我们的大脑却充满了多维的几何结构，甚至可能是在11个维度上运行。

人的大脑估计有惊人的860亿个神经元，这些神经元在每个可能的方向互相连接，形成广泛的蜂窝网络，以某种方式使我们有了思想和意识。为了破解意识从何而来，研究人员利用瑞士的超级计算机，用代数拓扑的方法，构建了大脑皮层的详细模型。

通过数学模型对虚拟刺激的反应测试，以及对老鼠大脑的实际测试，研究人员可以在单个神经元细胞及整个大脑结构上来辨识神经网络的细节，发现在大脑中存在着不同种类和巨大数量的高维几何结构，由紧密连接的神经元团块和它们之间的空白区域（空洞）组成。

这些团块或空洞似乎对大脑功能至关重要，当研究人员给他们的虚拟大脑组织施加刺激时，他们发现神经元以一种高度有组织性的方式对刺激作出了反应。

这意味着我们思考问题的时候，神经元的团块会逐渐组合成更高维的结构，形成高维的孔隙或空洞，团块中的神经元越多，空洞的维度就越高，最高的时候可以达到11个维度。而整个过程总是遵循从低维到高维，结构越来越复杂的顺序，到最后轰然崩解。就像在沙滩上建一座城堡，从无到有，城堡越来越高，最后总又归于平静的沙滩。

这项研究提供了大脑如何处理信息的新发现，科学家们猜测神经元结构中的高维空洞可能是大脑存储记忆的地方，但目前并不清楚这些团块和空洞是以怎样的机制形成的，又是如何发挥作用的，还需进行更多的研究来确定神经元的多维结构与复杂的意识之间的联系。这项研究发表在《计算神经科学前沿》上。

小词典：关于多维的理解。

在某个物理模型中,宇宙可以用一个N维“空间”完全描述.此“空间”非彼空间,此“空间”是数学意义上的空间.在这个N维空间中,有3维是我们所感知的“空间”,这是经典物理意义上的空间,另外有一维是“时间”——所以“宇宙是N维的”这句话包含了时间维度.

“宇宙是N维的”这句话必须以特定模型为前提,因为不同的物理模型描述宇宙的维度是不同的.不过几乎所有模型都包含3维空间和1维时间,包括经典牛顿力学,所以多维空间有用得不得了.有些模型把宇宙描述成11维,并不意味着另外7维和3维空间的性质一样,就像时间维度和空间维度性质是不一样的.

事实上,数学的“空间”不但在物理上有用,在别的领域经常用上成千上万维的空间.例如设计一台汽车,它的长度、宽度、高度、安全性、售价、销量……等等N个变量可以组成一个N维空间,设计汽车的目标是做到利益最大化,那可以看成一个在N维空间中搜索最优解的问题,就像在凹凸的地面上寻找最高点一样.在图像识别领域,常把一个图像提取出上千个特征,相当于把一个图像映射到一个上千维的空间里,两个图像相似度就转化为映射点的距离.。