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章鱼彩票网pc-大脑与世界惊人的类似, 你生命回忆能够存储在世界的结构中

admin 2019-05-11 192人围观 ,发现0个评论

【按】下文引述国际上几位科学家的多年研讨,提醒给你呆若木鸡的定论。

Christof Koch是一位关于认识和人类大脑的首要研讨人员,他将大脑称为“已知世界中最杂乱的物体。”不难看出为什么这或许是真的。具有数千亿个神经元和一百万亿个衔接,大脑是一个令人目不暇接的杂乱物体。

但世界中还有许多其他杂乱的物体。例如,星系能够分红巨大的结构(称为星团,超星系团和细丝),能够延伸数亿光年。这些结构与称为世界空泛的相邻空间之间的鸿沟或许十分杂乱。1重力将这些鸿沟处的物质加快到每秒数千公里的速度,在星系际气体中发生冲击波和湍流。咱们现已猜测,空地 - 细丝鸿沟是世界中最杂乱的体积之一,经过描绘它所需的信息位数来衡量。

这让咱们想到:它比大脑更杂乱吗?

因而,咱们 - 天体物理学家和神经科学家联合起来,定量比较星系网络和神经元网络的杂乱性。咱们比较的第一个成果的确令人惊奇:不只大脑和世界网的杂乱性实践上类似,并且它们的结构也是如此。世界或许在标准上相差十亿亿亿的标准上自类似。

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比较星系的大脑和集群他的使命是艰巨的。一方面,它需求处理以天壤之别的办法取得的数据:一方面是望远镜和数值模仿,另一方面是电子显微镜,免疫组织化学和功用磁共振。

它还要求咱们考虑十分不同的标准:整个世界网 - 整个世界星系所描绘的大标准结构 - 亚洲杯直播延伸至少数百亿光年。这比人脑大27个数量级。此外,其间一个星系是数十亿实践大脑的家乡。假如世界网至少与其任何组成部分相同杂乱,咱们或许天真地得出定论,它有必要至少与大脑相同杂乱。

人类大脑中的神经元总数与可查询世界中星系数量的大致相同。

可是呈现的概念使得比较成为或许。许多天然现象在一切标准上都不是相同杂乱的。世界网络的宏伟网络只要在天空被最大程度地查询时才变得明显。在较小的标准上,物质被锁定在恒星,行星和(或许)暗物质云中,这种结构就会丢掉。一个不断发展的星系并不关怀原子内电子轨迹的跳动,电子在它们的核周围移动,而不考虑它们所在的银河系。

经过这种办法,世界包含许多嵌套到体系中的体系,在不同标准上简直没有交互。这种标准阻隔使咱们能够研讨它们章鱼彩票网pc-大脑与世界惊人的类似, 你生命回忆能够存储在世界的结构中在天然标准上呈现的物理现象。

世界网的构建块是恒星,气体和暗物质的自引力晕(其存在没有得到清晰证明)。总的来说,可观测世界中的星系数量应该在1000亿左右。时空结构的加快胀大和自重的拉动之间的平衡使这个网络具有类似蜘蛛网的形式。一般和暗物质凝集成弦状细丝,星系交叉处构成星系团,大部分剩下体积基本上是空的。由此发生的结构看起来模糊不清。

直到最近才在文献中直章鱼彩票网pc-大脑与世界惊人的类似, 你生命回忆能够存储在世界的结构中接估量人脑中的细胞或神经元的数量。皮质灰质(占大脑质量的80%以上)含有约60亿个神经元(19%的脑神经元)和近90亿个非神经元细胞。小脑有大约690亿个神经元(80.2%的大脑神经元)和大约160亿个非神经元细胞。风趣的是,人类大脑中的神经元总数与可查询世界中星系数量的大致相同。

眼睛当即把握了世界网和大脑图画之间的某些类似性。在图1中,咱们展现了在10亿光年的切片中的世界物质的模仿散布,以及穿过人类小脑的4微米(m)厚切片的实在图画。

LOOKALIKES(图1):世界网的模仿物质散布(左)与查询到的小脑神经元体的散布​​(右)。用针对神经丝的克隆2F11单克隆抗体染色神经元体。

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明显的类似性仅仅人类倾向于在随机数据(apophenia)中感知有意义的形式吗?值得注意的是,答案似乎是否定的:统计剖析标明这些体系的确存在定量类似性。研讨人员常常运用一种称为功率谱剖析的技能来研讨星系的大规模散布。图画的功率谱丈量归于特定空间标准的结构动摇的强度。换句话说,它通知咱们有多少高频和低频音符使每个图画具有共同的空间旋律。

从图2(下图)的功率谱图中能够看到一个惊人的信息:两个网络中动摇的相对散布十分类似,超越几个数量级。

不断发展的星系并不关怀原子内电子轨迹的跳动。

小脑在0.1-1毫米标准上的动摇散布让人联想到数百亿光年的星系散布。在可用于显微查询(约10m)的最小标准下,皮质的形状与星系的形状更挨近,在数十万光年的标准上。

相比之下,其他杂乱体系的功率谱(包含云,树枝,等离子和水湍流的投影图画)与世界网的功率谱十分不同。这些其他体系的功率谱显现出对份额的更陡的依靠性,这或许是其分形性质的体现。这关于树木和云图画中的分支的散布特别有目共睹,这两者都是众所周知的分形体系,其具有跨多种标准的自类似性。另一方面,关于世界网和人类大脑的杂乱网络,查询到的行为不是分形的,这能够被解释为呈现依靠于标准的自组织结构的依据。

与功率谱比较相同明显,它并没有通知咱们这两个体系是否相同杂乱。估量网络杂乱性的一种有用办法是衡量猜测其行为的难度。这能够经过核算构建能够履行这种猜测的最小或许核算机程序所需的信息位数来量化。

指纹(图2):图1的相同图的动摇随空间标准的改变的散布(经过人体皮层的薄切片的附加剖析,未在图1中示出)。为了比较,显现了云,树枝,等离子体和水湍流的功率谱密度。

咱们中的一个人最近丈量了依据模仿世界的数字演化来猜测世界网络怎么演化的困难程度。1这一估量标明,需求大约1到10 PB的数据来描绘整个可观测世界在其自组织呈现的规模内(或至少是其模仿对应物)的演化。

估量人类大脑的杂乱性要困难得多,由于大脑的全球模仿仍然是未得到满意的应战。可是,咱们能够说杂乱性与智力和认知成正比。依据对大脑网络连通性的最新剖析,章鱼彩票网pc-大脑与世界惊人的类似, 你生命回忆能够存储在世界的结构中独立研讨得出的定论是,成年人脑的总回忆容量应该在2.5 PB左右,间隔世界网估量的1-10 PB规模章鱼彩票网pc-大脑与世界惊人的类似, 你生命回忆能够存储在世界的结构中不远!

粗略地说,这种回忆容量的类似性意味着存储在人类大脑中的整个信息体(例如,一个人的整个日子阅历)也能够被编码到咱们世界中的星系散布中。或许,相反,具有人脑回忆才能的核算设备能够再现世界以其最大标准显现的杂乱性。

一个真实了不得的现实是,世界网更类似于人脑比它是一个星系的内部; 或许神经网络与世界网络更类似,而不是神经网络内部。虽然在基质,物理机制和巨细方面存在巨大差异,但当运用信息理论东西考虑时,人类神经网络和星系世界网络十分类似。

这个现实是否通知咱们两个体系中呈现现象的物理学的深入内容?或许。但咱们有必要把这些发现带到一点点。咱们的剖析仅限于运用十分不同的丈量技能拍照的小样本。

此外,咱们的剖析并未指出这些体系之间的动态类似性。在两个体系中信息怎么跨空间标准和时刻活动的模型将是要害的测验。经过数值模仿,这关于世界网现已是可行的。关于人类大脑,咱们有必要依靠更多的大局估量,一般来自较小的部分,然后向上扩展。在不久的将来,咱们的方针是在更杂乱的人类大脑数值模型中测验这些概念。

用于模仿整个人类神经网络的人脑工程和播送地理学范畴最大的企业平方公里阵列等方案将协助咱们填写其间的一些细节,并了解世界是否比咱们更令人惊奇思维。

Franco Vazza是意大利博洛尼亚INAF射电地理学研讨所的地平线2020的玛丽居里Slodowska举动的研讨员。

Alberto Feletti是意大利Azienda Ospedaliero-Universitaria di Modena NOCSAE医院神经外科的成员。

咱们十分感谢Elena Zunarelli博士(意大利摩德纳大学医院Policlinico di Modena解剖病理学系)经过图1的皮层和小脑发生切片。

参阅

1. Vazza,F。关于世界结构的杂乱性和信息内容。皇家地理学会月报 465,4942-4955(2017)。

原文:http://nautil.us/issue/50/emergence/the-strange-similarity-of-neuron-and-galaxy-networks

延伸与提高

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