为什么大脑与身体的连接是纵横交错的(2)

将3D空间映射到大脑的2D平面似乎可以解释为什么我们的神经系统是交叉连接的:根据罗格斯大学(Rutgers University)的生物医学工程师特洛伊·辛布罗特(Troy Shinbrot)和他的神经科学家同事Wise Young的研究，引导神经纤维穿过中线是拓扑上最简单的避免错误的方法，尽管这似乎违反直觉。他们表明，这适用于任何中央控制机制与3D环境相互作用的系统。如果连接没有交叉，就会出现一个几何奇点，混淆左右和上下信息。
在讨论为什么会发生这种情况之前，我们需要认识到另一个基本属性，它在我们心中根深蒂固，很容易被忘记。这就是中线的概念，左和右。它存在于某些对称的物体中，它来自于以我们自己的双侧对称身体为中心的几何参照系。在水流中旋转的放射状对称水母没有左右之分。在水流中发现水母，我们可能会说，“看，水母向右漂去了。”但如果你是在对面和某人面对面说话，那就变成了“我的右-你的左”。人类可能要花上数年的时间来学习这个复杂的概念，有些人从来都不能完全掌握它。
由于左右依赖于一个参考系，人们经常混淆字母“d”和“b”，“p”和“q”，但他们很少混淆“q”和“d”。在前两种情况下，相同的形状沿垂直轴翻转(交换左右)，而在第二种情况下，它们沿水平轴翻转(交换上下)。作为双侧对称的生物，我们从不犯上下方向的错误，因为无论视角如何，这些方向都是相同的，但左和右是相对于一个物体的。
同样地，当我们照镜子时，我们会把自己看成是一个左右互换的形象，把我们t恤上的字母倒过来。但真正发生的是一场前后转型。光子以直线的方式进出镜面。它们显示你的脸，因为它被镜子“看到”，而不是根据你从内部向外看形成的精神知觉。你伸出的真右手和那只手的镜像指向同一个罗盘方向。你t恤上的字母会倒过来，就像“Quanta”这个名字会倒过来一样，如果你用手指在结霜的窗户上写“Quanta”，然后走出去看它。
现在想象一下，窗玻璃是你皮肤的2D表面。你皮肤上的触觉感受器在你大脑中的神经地图同样会翻转从外面压在你皮肤上的文字的方向。重点是，从不同的角度映射，特别是从3D到双侧对称平面，会产生一些重要的拓扑问题。
为了更好地理解这一点，让我们把大脑和身体想象成两个平行平面。人们可以直接从身体平面上的一点缝一根线到大脑平面上的相应点。同样，第二个线程可以在第二个点对之间直接运行，而不需要穿过第一个线程。但在现实生活中，大脑是一个三维结构，具有有机形状和高度折叠的大脑皮层;我们的身体也同样是三维的。