Ein Großprojekt, das die Hirnforschung in völlig neue Dimensionen führen wird, kündigten die Protagonisten an. "Radikal unreif", "zum Scheitern verurteilt" und "reine Geldverschwendung", urteilen nun die Skeptiker. Weniger als ein Jahr nach seinem Stapellauf ist das Human-Brain-Projekt, ein so genanntes Flaggschiff der europäischen Wissenschaftsförderung, in schwere See geraten. In einem offenen Brief an die Europäische Kommission haben im Juli mehrere hundert Forscher das Management des eine Milliarde Euro teuren Vorzeigeprojekts kritisiert und eine stärkere Kontrolle eingefordert.

Nils Brose
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Zweifel am Human-Brain-Projekt sind nichts Neues. Dessen in vielen Vorträgen und PR-Auftritten der Projektleiter formulierte Kernidee, das menschliche Gehirn mit Hilfe von Supercomputern zu simulieren, hat schon während des umfangreichen Lobbyings dafür zahlreiche Kritiker auf den Plan gerufen. Und auch das Flaggschiff-Förderprinzip der Europäischen Kommission, milliardenschwere Megaprojekte mit dutzenden Instituten und Laboren an Stelle einzelner exzellenter Wissenschaftler zu unterstützen, wurde von Anfang an grundsätzlich in Frage gestellt.

Doch die Kritik der wissenschaftlichen Welt in Europa und anderswo verhallte ungehört. Seit 2013 fließen die EU-Millionen in das von Henry Markram an der Schweizer École Polytechnique Fédérale in Lausanne koordinierte Projekt – und werden in den Sand gesetzt, wie viele Neurowissenschaftler meinen. Ihnen geht der offene Brief an die Europäische Kommission mit seinem Fokus auf das Management des Großvorhabens, die zu eng gefasste thematische Ausrichtung auf die Informationstechnologie und die fehlende Transparenz und Kontrolle bei strategischen Entscheidungen über die genaue Projektausrichtung noch nicht weit genug. Die Kritik der Hirnforscher ist viel fundamentaler.

Das menschliche Gehirn ist ein extrem komplexes Netzwerk aus 100 Milliarden Nervenzellen hunderter verschiedener Typen. Diese Nervenzellen kommunizieren miteinander über insgesamt 100 Billionen Kontaktstellen, so genannte Synapsen, die ihrerseits hochgradig heterogene Eigenschaften haben. Ein solches Netzwerk durch Reverse Engineering, also mittels Nachbildung in Supercomputern, simulieren zu wollen, wie die Protagonisten des Human-Brain-Projekts es immer wieder propagieren, erscheint aus heutiger Sicht vollkommen illusorisch.

Keine Überprüfung möglich

Das Modell hätte allein schon deswegen zu wenig Detailtiefe, weil die genauen synaptischen Verschaltungen und die spezifischen Eigenschaften verschiedener Synapsentypen, welche die eigentliche Informationsübertragung im Gehirn ausführen, nicht bekannt sind. Und es wäre aus der Sicht vieler Theoretiker unter den Neurowissenschaftlern einfach zu komplex und unreif, um sinnvolle Ergebnisse zu liefern. Dass ein solches Computermodell also an Stelle von echten Experimenten dazu dienen könnte, beispielsweise Funktionsprinzipien des menschlichen Gehirns zu erforschen oder die Mechanismen neurologischer oder psychiatrischer Erkrankungen verlässlich aufzuklären, ist höchst zweifelhaft. Die Ergebnisse entsprechender Simulationen ließen sich zumindest mittelfristig noch nicht einmal experimentell überprüfen, weil die verfügbaren Methoden und der neurobiologische Erkenntnisstand dies gar nicht erlauben.

In einem derart von einer wissenschaftlichen Überprüfung entkoppelten Szenario versuchen die Hauptakteure des Human-Brain-Projekts nun, der massiven Kritik durch vage Formulierungen ihrer Ziele auszuweichen – und durch den eleganten Hinweis, dass es ihnen im Wesentlichen gar nicht um die Hirnforschung als solche gehe, sondern vielmehr um die Entwicklung von Informations- und Kommunikationstechnologien. Diese sollten dann allen Neurowissenschaftlern als Werkzeuge und Computerplattformen zur Verfügung gestellt werden, um in dem weltweit erzeugten neurowissenschaftlichen Datenwust Sinn zu entdecken. Ein solches, zugegebenermaßen ehrenwertes Ziel stimmt allerdings nicht mehr mit den vielfach öffentlich propagierten Intentionen des Human-Brain-Projekts überein: das menschliche Gehirn zu simulieren und so die Mechanismen von neurologischen oder psychiatrischen Hirnerkrankungen zu entschlüsseln und entsprechende Therapien zu entwickeln.

Von dieser Umdeutung des Projekts abgesehen, führt die zu Grunde liegende Argumentation bei genauer Betrachtung in einen hypothesenfreien Raum, von wo aus es nicht möglich ist, den angestrebten Abstraktionsgrad eines Hirnmodells und dessen Gültigkeitsbereich abzuleiten. Modelle werden üblicherweise auf der Basis ihrer Gültigkeit für das konkrete Problem oder Phänomen beurteilt, das modelliert werden soll. Wenn das Human-Brain-Projekt zunächst also Methoden, Werkzeuge und Computerplattformen entwickeln soll, ohne konkrete wissenschaftliche Fragen im Blick zu haben, wird dabei ignoriert, dass die wissenschaftliche Hauptleistung beim Modellieren gerade in der Operationalisierung einer wissenschaftlichen Fragestellung und in der Auswahl des entsprechenden Abstraktionsniveaus liegt.

"Garbage In, Garbage Out"

Ein ähnliches Problem ergibt sich bei den Plänen, mit denen die Leiter des Projekts die medizinische Forschung im Bereich der Neurologie und Psychiatrie revolutionieren wollen. Hier ist vorgesehen, eine medizininformatische Computerplattform aufzubauen, um Patientendaten aus der ganzen Welt zu sammeln und zu analysieren. Die Forscher wollen biologische Kennzeichen von Erkrankungen aufdecken, frühere Diagnosen ermöglichen und auf den individuellen Patienten zugeschnittene Therapien auf den Weg bringen. Dieses Vorhaben mag auf den ersten Blick interessant erscheinen – und würde definitiv erhebliche Investitionen erfordern –, aber es ist mit einem gewaltigen Problem verbunden, das sich am besten mit dem Motto "Garbage In, Garbage Out" umschreiben lässt.

Die weltweit verfügbaren Patientendaten sind nämlich extrem heterogen, weil sie von verschiedenen Ärzten an einer Vielzahl von Einrichtungen nach unterschiedlichen Kriterien erhoben wurden. Diese Heterogenität der Daten, die zudem zahlreiche Fehldiagnosen einschließt, ist schon bei kleineren klinischen Studien eine bekannte, fundamentale Erschwernis. Im Human-Brain-Projekt würde sie sich zu einem kaum überwindbaren Hindernis auswachsen. Denn selbst die beste Computerplattform kann inkonsistente und inhomogene Daten allenfalls zu wenig aufschlussreichen Resultaten verrechnen.

Zudem leidet der medizininformatische Fokus des Projekts ebenfalls unter dem Fehlen einer konkreten Fragestellung oder Anwendung. Die ersten – und vielleicht wichtigsten – wissenschaftlichen Leistungen bei der Erstellung und Analyse einer Patientendatenbank liegen nämlich nicht im Aufbau der entsprechenden Informationstechnologie, sondern in der Definition des zu erforschenden Problems, im Design der klinischen Analyse, in der Auswahl der Diagnosemethoden und der zu messenden klinischen Parameter sowie in der Standardisierung der Untersuchungen. Ohne konkrete Fragestellung ist es unmöglich zu entscheiden, welche Daten in welcher Qualität für die Erstellung und sinnvolle Analyse einer Patientendatenbank benötigt werden.

Geld fehlt an anderen Stellen

Und nicht zuletzt geht es auch ums Geld: Die zahlreichen geplanten Partnerprojekte des Human-Brain-Projekts müssen von den nationalen neurowissenschaftlichen Förderinstitutionen der beteiligten EU-Mitglieder und EU-Beitragsstaaten mitfinanziert werden. Hier könnte der notorische Geldmangel dieser Einrichtungen dazu führen, dass bevorzugt mit dem Human-Brain-Projekt kompatible Forschungsvorhaben gefördert werden. Dieses Geld würde neurowissenschaftlichen Projekten mit anderen – und vielleicht aussichtsreicheren – Schwerpunkten fehlen.

Schon angesichts der drastischen Kritik, die zahlreiche führende europäische Neurowissenschaftler dem Human-Brain-Projekt bereits in der Lobbyingphase entgegengebracht haben, hätte die Europäische Kommission das Vorhaben nie fördern dürfen. Die neuesten Entwicklungen und der Medienrummel um den offenen Brief zahlreicher Kritiker bestätigen dies jetzt. Die Besorgnis in der Forscherszene ist groß, dass das Projekt sich als zum Scheitern verurteiltes Geldvernichtungsprogramm herausstellt und keinen wirklich wichtigen oder gar dem finanziellen Aufwand entsprechenden wissenschaftlichen Fortschritt erzielen kann.