Forscher bauen das Gehirn am Computer nach

19. Mai 2011, 11:42
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Projektkoordinator Henry Markram stellte das Riesenunterfangen am IST Austria in Gugging vor

Es ist ein Projekt für tausende Forscher, für zumindest zehn Jahre, für Institute in dutzenden Ländern, für eine Computertechnologie, die noch gar nicht entwickelt ist: Das "Human Brain Project" strebt an, das menschliche Gehirn in seiner Gesamtheit als Simulation nachzubauen. Gestern, Mittwoch, stellte der Koordinator des Unterfangens, Henry Markram von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne, die ehrgeizigen Pläne am Institute of Science and Technology (IST) Austria in Maria Gugging vor.

"Wir müssen endlich all das Wissen der verschiedenen Disziplinen über das Gehirn integrieren. Das ist eine Strategie für das 21. Jahrhundert", betonte der südafrikanische Hirnforscher im Gespräch mit Journalisten. Entscheidende Beiträge kommen auch aus Österreich.

Forschung

Seit 200 Jahren wird am Gehirn geforscht, 200.000 Neurowissenschafter widmeten bisher etwa fünf Millionen wissenschaftliche Aufsätze seinem Verständnis. Gleichzeitig steigt die Anzahl der Hirnerkrankungen ständig an, während die der erfolgreich entwickelten Pharmazeutika sinkt. Weltweit verursachen diese Krankheiten mehr als 35 Prozent der Gesundheitskosten. "Und es wird schlimmer - weil wir älter werden." Jeder Dritte werde von einem Hirndefekt betroffen sein. "Wenn es so weitergeht, leben wir lange in einem gesunden Körper, mit einem kranken Gehirn", malte Markram die Zukunft schwarz. Denn so sehr sich die einzelnen Wissenschaften vom und rund um das Gehirn entwickelt und spezialisiert hätten, so wenig kooperieren sie.

Die Devise lautet also, neben Theorie und Experiment im stillen Kämmerchen einen neuen methodischen Weg zu beschreiten: Simulation. Wissen zusammenführen, in einen Supercomputer einspeisen und per Modell Prozesse ausprobieren, Wirkstoffe testen, auf Tierversuche verzichten können und das alles unter strenger ethischer Begleitung - klingt nach fernem Zukunftsoptimismus, nimmt im "Human Brain Project" aber schon recht konkrete Züge an. "Nichts davon ist nur eine Idee", sagt Markram, immer wieder, wenn er die einzelnen Säulen des auf zumindest zehn Jahre angelegten Projektes durchgeht.

Planung

Erstmal geht es um die Bewährungsprobe: Mit 1,5 Millionen Euro EU-Förderung wird bis zum Mai 2012 die Planung eingereicht, im Rennen mit fünf weiteren Projekten um das sogenannte "Flaggschiff-Programm" der EU. Sollte das Projekt bewilligt werden, nur ein bis drei sollen zum Zug kommen, gebe es eine Fördersumme von zumindest einer Milliarde Euro - ganz abgesehen von der Finanzierung durch die intensiv eingebundenen Unternehmen: Allen voran die Pharma- und die Computerindustrie machen mit. IBM will bis 2018 den Supercomputer entwickeln, der die gewaltige Komplexität von Milliarden Neuronen überhaupt darstellen und berechnen kann. Zum Vergleich: Für ein einziges Neuron braucht man etwa die Rechenleistung eines durchschnittlichen Laptops.

Vor allem aber müssen sich Neurowissenschafter der verschiedensten Ausrichtungen sowie Mathematiker, Informatiker, Ärzte und, nicht zu vergessen Ethiker, zusammensetzen und ihre Erkenntnisse miteinander verknüpfen. "Das Modell basiert auf Regeln und auf Daten", erklärt Markram. Regeln, die uns die Biologie für das Säugetier als gültig erweisen konnte, und Daten, die nicht nur aus den zahlreichen neurowissenschaftlichen Forschungseinrichtungen, sondern auch aus den neurologischen Klinken zusammenfließen sollen. Bei Alzheimer konnte man bereits zeigen, dass der Vergleich von Hirnscans die Diagnosesicherheit in einem frühen Stadium signifikant erhöht.

Ausblick

Aus heutiger Sicht könnte das Modell 2020 bis 2023 funktionieren - und dann neben der medizinischen Diagnostik auch für die pharmazeutische Entwicklung, für die Prototypisierung von neuronal gesteuerten Prothesen (etwa für Parkinson-Patienten) aber auch für die Forschung im Bereich der Robotik genutzt werden. "Man sollte sich aber hüten, da in Science Fiction-Szenarien abzugleiten", betont Markram. "Der Alltag des Modells wird ziemlich langweilig aussehen: Forschergruppen, die sich dabei ablösen, wie sie bestimmte Hypothesen ausprobieren." Immerhin: Das Kontrollzentrum des Simulationsprogramms könnte "etwa so aussehen wie das von der NASA", schmunzelte der Forscher. (APA)

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    grafik: human brain project
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