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Neuroinformatik: Das menschliche Gehirn am Computer simulieren

Forscher wollen Nervenzellen im Gehirn durch elektrische Schaltkreise ersetzen.
Nahaufnahme Wissenschaft: Prof. Markus Diesmann über Neuroinformatik

Veröffentlicht am: 24.06.2014

Laufzeit: 0:05:54

Sprache: deutsch

Das Forschungszentrum Jülich gehört zu den größten wissenschaftlichen Einrichtungen in Europa. Mit seinen Supercomputern betreibt es Forschung auf den Gebieten Gesundheit, Energie, Umwelt und Information.

Was ist eigentlich Neuroinformatik, und was versteht man unter Computational Neurophysics? In einer etwas simplen Slide Show, die dann aber doch einiges an Bewegtbild zu bieten hat, gibt Prof. Markus Diesmann vom Institut für Neurowissenschaften und Medizin am Forschungszentrum Jülich einen Einblick, was unter den futuristisch klingenden Begriffen zu verstehen ist.

Die Intentionen der Neuroinformatiker sind nachvollziehbar: Sie wollen das Gehirn elektronisch simulieren, schließlich ist seine Rechenleistung der aller bisherigen Computer weit überlegen. Außerdem verbraucht ein Supercomputer die Energie eines kleinen Kraftwerks, das menschliche Gehirn nur die einer Glühbirne. Ein besseres Verständnis unseres Denkorgans könnte auch bei der Heilung neurodegenerativer Krankheiten helfen.

Schon jetzt umfassen die Computermodelle aus Jülich die beeindruckende Zahl von 100 000 Nervenzellen, die aber gleichwohl nur ein Millionstel unseres Gehirns repräsentieren. Wie geht es also weiter? In die Zukunft blickt Diesmann zugleich enthusiastisch und realistisch. Einerseits erwartet er, dass bis Ende des nächsten Jahrzehnts die Hardware für einen elektronischen Nachbau des gesamten Gehirns bereit steht. Andererseits gibt er zu, dass die genaue anatomische Analyse aller im Gehirn tatsächlich existierenden Verknüpfungen wohl noch einige Jahrzehnte dauern wird.

Auch andere Probleme sind ungelöst. Was das Video nur streift, ist die Tatsache, dass das Gehirn sehr plastisch ist: Es bilden sich ständig neue Synapsen, alte werden gekappt. Außerdem besteht es zur Hälfte aus Gliazellen, die im Jülicher Modell nicht berücksichtigt werden. Ignorieren darf man diese vielseitigen und lange unterschätzten Stützzellen allerdings nicht: Sie isolieren elektrisch, transportieren Stoffe und Flüssigkeiten und regulieren den pH-Wert des Gehirns. Wie stark sie an der Informationsverarbeitung beteiligt sind, ist bislang allerdings unklar.

Leider bleibt dieser Einblick in ein spannendes Thema relativ oberflächlich: Wichtigstes Ziel ist es offensichtlich, die Begeisterung junger Studenten zu wecken. Das wiederum könnte dem Physiker Diesmann, der im Video aus dem Off spricht und auch Fotos aus seiner Studenten-WG beisteuert, ganz gut gelingen.

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