“大脑是一个三维物体。”似乎这是关于大脑最无争议的事实之一，是我们都能认同的。但现在，在一篇新奇的论文中，研究人员 Arturo Tozzi 和 James F. Peters 提出，大脑可能有一个额外的维度：迈向大脑活动的第四个空间维度
从拓扑学来看，一个强大的概念在理解大脑功能时发挥作用，即“超球体的环面”的四维空间，这是生活在三维世界中的观察者无法探测到的……在这里，我们假设大脑功能嵌入在一个无法感知到的第四个空间维度中，并提出一种方法来实证评估其存在。
我必须承认，我不确定 Tozzi 和 Peters 是字面意思上说大脑是一个四维物体。我不知道我们应该将这篇论文理解为神经活动在某种程度上类比于一个超球体（一个四维球体），还是说我们被要求相信大脑实际上是或包含一个。
例如，作者写道：
思想在大脑中如何流动？神经科学的最新进展强调了能量景观的作用（Watanabe et al. 2014；Sengupta et al. 2013），这是一种功能性的线性结构，由自由能构成的峰、谷和盆地组成，思想在其中移动，遵循着无规律和/或受约束的轨迹……这篇综述基于最近的研究发现，引入了空间第四维的概念，大脑功能可能就发生在这个维度中，作为我们思想动态的通用设备。
这表明第四维度是一个比喻，就像能量“景观”是比喻性的，而不是实际的地方。但另一方面，我们读到以下内容，这似乎意味着第四维度是真实存在的（尽管是我们看不见的）
拥有超球体的大脑是一个反直觉的假设，因为我们生活在一个三维世界中，对四维空间的存在没有任何直接的感知。因此，我们需要评估那些无法探测到的第四维度的间接线索……
那么，这个神秘维度的证据是什么呢？Tozzi 和 Peters 说，我们需要寻找四维物体的三维“阴影”或“回声”，我们可以使用博苏克-乌拉姆定理（BUT）来做到这一点，他们说，该定理预测，在三维大脑活动期间，四维大脑的“对径点”将被激活，如下所示：
三维大脑 S2 表面的单个点的激活会导致四维大脑 S3 表面的两个对径点的激活（图 3b）。反过来，S3 上两个对径点的激活会在三维大脑 S2 表面留下“印记”，这些印记可以通过当前可用的神经影像技术检测到。
本质上，这个说法是，如果一项功能性磁共振成像（fMRI）研究检测到大脑两个相对点的活动，这就是一个看不见的四维现实的证据。他们回顾了各种静息态 fMRI 研究，并报告说，他们发现其中许多研究确实检测到了对径激活。他们通过一系列图像来说明这一点，这些图像取自最近发表的论文，其中使用黑白条形来描绘对径点。
嗯。我可以看到这里有几个问题。首先，这是选择性采摘：每次 fMRI 研究都不同，所以其中一些研究仅凭偶然就会产生对径模式。但更根本的是，这种方法忽略了神经解剖学的事实。大脑是双侧对称的：它有一个左脑半球和一个右脑半球，这两个脑半球的相应点通过胼胝体连接。因此，神经活动通常是对称的。我们不需要假设一个四维大脑来解释这一点，但 Tozzi 和 Peters 的许多“对径条形”都可以用这种方式轻松解释。
所以，我并不被这篇论文说服，但尽管如此，我怀疑它可能会成为理论神经科学的“邪典经典”，因为这个想法相当 the glorious weird。
来源：Tozzi A, & Peters JF (2016)。迈向大脑活动的第四个空间维度。认知神经动力学，10 (3)，189-99 PMID：27275375
