Henry Markram leitet das Blue Brain Project an der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne. Er hat umfangreiche Forschungsarbeiten zur Neuronennetzen und deren Lernfähigkeit durchgeführt. Dabei entdeckte er einen grundlegenden Mechanismus für die Plastizität des Gehirns: dass sich die Übertragungsstärke von Synapsen je nach dem zeitlichen Muster der eintreffenden Signale erhöht oder erniedrigt (Spike-Timing Dependent Plasticity). Gemeinsam mit anderen Wissenschaftlern entwickelte er außerdem eine Theorie des Gehirns, die auch für das Human Brain Projekt eine Rolle spielt. Demnach handelt es sich um ein informationsverarbeitendes System, das in einem stetig fluktuierenden Zustand operiert – ähnlich den Überlagerungsmustern der Wellen in einer Flüssigkeit, die ständigen Störungen ausgesetzt ist (Liquid State Machine). Es wird Zeit für einen neuen Ansatz bei der Erforschung des menschlichen Gehirns. Bisher haben Wissenschaftler die einzelnen Teile unseres Denkorgans – von Neurotransmittern über neuronale Schaltkreise bis hin zu den übergeordneten Arealen für bestimmte Funktionen – gesondert untersucht. Dieser reduktionistischen Methode sind bedeutende Erkenntnisse zu verdanken. Mittlerweile stößt sie jedoch an ihre Grenzen. Sie taugt einfach nicht dazu, die Funktionsweise jener informationsverarbeitenden Maschine in unserem Kopf, die vielleicht das komplexeste System im Universum ist, in ihrer Gesamtheit zu erfassen. Dafür muss zum Reduzieren das Konstruieren, zum Zerlegen das Zusammenbauen kommen. Gefragt ist also ein neues Paradigma, das Analyse und Synthese in sich vereint. Schon der Urvater des Reduktionismus, der französische Philosoph René Descartes schrieb, man müsse die Teile untersuchen und sie dann zusammenfügen, um das Ganze neu zu erschaffen.
Genau darum geht es beim Human Brain Project (kurz HBP), an dem sich 130 Universitäten in aller Welt beteiligen: Wir wollen ein vollständiges menschliches Gehirn simulieren. Das Vorhaben konkurriert mit aktuell noch fünf anderen im Rahmen der Flaggschiffinitiative der Europäischen Union um ein Preisgeld von einer Milliarde Euro, das den beiden Gewinnern des Wettbewerbs ab 2013, verteilt über zehn Jahre, zur Verfügung stehen wird (siehe Kasten auf S. 88). Wenn das ambitionierte Vorhaben gelingt, verfügen wir am Ende über ein Forschungsinstrument, zu dem bisher nichts Vergleichbares existiert. Stellen Sie es sich als den leistungsfähigsten Flugsimulator aller Zeiten vor, nur dass man damit nicht durch imaginäre Lüfte fliegt, sondern im Detail nachvollzieht, was beim Denken und Empfinden in unserem Kopf vorgeht. Dieses "virtuelle Gehirn" – ein Programm, das auf Supercomputern läuft – wird in Aufbau und Funktion sämtliche relevanten Informationen beinhalten, die Generationen von Neurowissenschaftler bis heute zusammengetragen haben…
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1. Das dritte Bein
20.08.2012, Walter Weiss, KasselImmerhin ist mir klar geworden: beide sind bemüht - der eine mit digitalen Mitteln, der andere mit analogen -, eine Maschine zu generieren, die das Gehirn nachahmt (um es einmal banal auszudrücken).
Dabei gefällt mir einmal nicht, dass beide offenbar davon ausgehen, das Gehirn sei gewissermaßen einheitlich, bestehe also überall aus gleich aufgebautem Material - ich meine, schon die bisherige Hirnforschung hat diese Annahme widerlegt.
Zum andern fehlt mir (bezeichnet man die beiden Forschungsrichtungen als zwei Beine) das 'dritte Bein': Für entscheidend wichtig halte ich die evolutionäre Note, also die Überlegung, welche Zweckrichtung unseres Denkapparats bei den zahllosen Mutationen, die zu ihm im Lauf der langen Jahrhunderttausende geführt haben, als erfolgreich gewirkt hat. Hier sollte in Anbetracht des Umstands, dass die Hirnforschung bisher nur winzige Teile des Gehirns hat ausleuchten können, im Wege einer geeigneten (d. h. die wahrscheinlich zweckmäßigste Entwicklung beinhaltenden) Arbeitshypothese ein - vor-läufiges - Ziel gesetzt werden, was die Erforschung der Eigenschaften des Gehirns erleichtern könnte.
2. Eher ein offener Brief
24.09.2012, Martin Streller, BerlinIn sich ist diese Bewerbung unschlüssig, weil die Projektierung von Zwischenschritten auf dem Weg zum großen Ziel unerwähnt bleibt. Das angesprochene Rattenhirn inkl. Interaktion mit virtueller Umgebung + Körper wäre in seiner perfekten Realisierung genau ein solcher Schritt. Es drängt sich der Eindruck auf, dass analog der Fusionsreaktorkonstante (zurzeit in 50 Jahren) eine neue Human-Gehirnsimulationskonstante - hier 10 Jahre - geschaffen wird.
Am interessantesten war noch der Kasten "Die europäische Flaggschiffinitiative"; mir bisher unbekannt. Und die Links am Artikelende. By the way hätte ich den TR-Artikel hier gerne anklickbar vorgefunden.
3. Frankenstein & Co.
24.09.2012, Ernst Hammann, München