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18. Februar 2013, 21:21 Uhr

Milliardenschwerer Forschungsplan

Das teuerste Gehirn der Welt

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US-Präsident Obama plant ein gigantisches Forschungsprojekt: Das menschliche Gehirn soll komplett kartiert werden, es wäre das größte wissenschaftliche Vorhaben seit Jahrzehnten. Experten hoffen auf Therapien gegen Alzheimer und Parkinson - und auf Erkenntnisse über unser Denken und Fühlen.

Die Funktionsweise des menschlichen Gehirns gilt als eines der größten Rätsel der Menschheit, mit einer konzentrierten Aktion soll es nun gelöst werden. Die US-Regierung plant die Förderung der "Brain Activity Map" - mit dem Projekt wollen Wissenschaftler eine detailliere Karte unseres Denkapparats erstellen, mit der sich die Abläufe im Hirn dokumentieren lassen. Therapien zur Behandlung von Parkinson, Alzheimer und anderer Krankheiten sollen so gefunden, Fortschritte in der Intelligenzforschung erzielt werden.

Für das Projekt seien mehrere Milliarden Dollar veranschlagt, es werde ein wichtiger Bestandteil des Haushaltentwurfs sein, den US-Präsident Barack Obama im kommenden Monat vorstellen wird, schreibt die "New York Times". Erste Pläne für das Projekt zur Kartierung des menschlichen Gehirns gebe es bereits. Beteiligt seien führende Wissenschaftler aller großen nationalen Forschungseinrichtungen.

Das Projekt ist ambitioniert: Allein in der äußeren Schicht des Großhirns sitzen mehr als zehn Milliarden Nervenzellen. Sie alle reagieren auf äußere Reize und erzeugen wiederum Signale - eine derart komplexe Kommunikation konnten Wissenschaftler bislang nur in Teilen dokumentieren, meist sind dazu auch Eingriffe in das Gehirn nötig.

Sensoren in Molekülgröße speichern Denkprozesse

Eine Gruppe amerikanischer Nanotechnologen und Neurologen - darunter George Church von der Harvard Medical School, Francis Collins, der Direktor des National Institut of Health (NIH) und Ralph Greenspan vom Kavali Institut for Brain and Mind (San Diego) - will nun mit neuen Techniken versuchen, das Gehirn zu kartieren und dessen Abläufe dokumentieren, berichtet die "New York Times". Erste Ansätze wurden bereits im vergangenen Juli im Fachmagazin "Neuron" veröffentlicht.

Geplant haben die Forscher etwa Sensoren in Molekülgröße, die Abläufe im Gehirn sichtbar machen, ohne in dessen Prozesse einzugreifen. Als Speichermedium sind DNA-Moleküle geplant. Das grundlegende Speicherprinzip ist bewährt und durch George Church bereits erfolgreich bei der Abspeicherung eines Buches erprobt. Dabei nutzt er die vier verschiedenen Nukleotid-Bausteinen A, C, G, T, aus denen unser Erbgut zusammengesetzt ist. Aus diesen Buchstaben erzeugte Church einen digitalen Binärcode. A und C stehen für Null, die beiden anderen, G und T, für Eins.

Präsident Obama zeigte sich in seiner jüngsten Ansprache an die Nation jedenfalls äußerst forschungsbegeistert. Schon heute analysierten Forscher das Gehirn, sie entwickelten Medikamente, die geschädigte Organe reparieren, und bauten Batterien, die zehnmal leistungsfähiger seien als je zuvor. "Es ist nicht die Zeit, Ausgaben in eine Arbeitsplätze schaffende Forschung zu kürzen."

Jeder Dollar, der in der Vergangenheit in das "Human Genom Project" investiert wurde, habe 140 Dollar eingebracht, erklärte der Präsident. Rund drei Milliarden Dollar hat das Projekt damals gekostet, als Ergebnis präsentierten Forscher die vollständige Entschlüsselung des menschlichen Erbguts, sozusagen der Bauplan des Menschen: rund 3,2 Milliarden Zeichen lang, geschrieben in den vier Buchstaben des genetischen Codes. Über tausend Wissenschaftler in 40 Labors auf der ganzen Welt hatten mehr als zehn Jahre daran gearbeitet. Es gilt als eine der größten konzertierten wissenschaftlichen Aktionen des vergangenen Jahrzehnts und wurde von der Bedeutung her mit der Mondlandung verglichen.

Forscher hoffen auf drei Milliarden Dollar Förderung

Die konkrete Finanzierung des "Brain Activity Map"-Projects ist noch unklar, auch wollte sich ein wissenschaftspolitischer Chefberater des Weißen Hauses laut "NYT" am Montag nicht zu Details äußern. Forscher, die in das Projekt involviert sind, erhofften sich aber eine staatliche Förderung in Höhe von rund drei Milliarden Dollar über einen Zeitraum von zehn Jahren.

Das amerikanische "Human Brain Activty Project" ist nicht mit dem "Human Brain Project" zu verwechseln, das Anfang Februar durch die EU gestartet wurde. Eine Jury in Brüssel hatte die Erforschung des Gehirns ebenfalls als eines der Schlüsselprojekte der Zukunft ausgewählt, gefördert wird es mit einer Milliarde Euro.

Projektleiter Henry Markram von der École Polytechnique Fédérale im schweizerischen Lausanne will allerdings keine Karte des Hirns erstellen, er plant gleich eine Computersimulation. Teile eines Rattengehirns hat der Wissenschaftler bereits an einem Großrechner simuliert. Nun will er sich mit Dutzenden Forscherteams aus 23 Ländern Europas ans menschliche Gehirn wagen.

Forscher berieten sich mit Google und Microsoft

Unter Neurologen und Informatikern ist das Projekt umstritten. Zum einen wegen des gewaltigen Rechenaufwands, den die geplante Gehirnsimulation erfordern wird. Zum anderen, weil niemand weiß, ob die Modellierung von Nervenzellen, wie sie Markram vorschlägt, alle erforderlichen Details enthält, um die Abläufe im Gehirn abbilden zu können.

Damit dürften die amerikanischen Wissenschaftler weniger Schwierigkeiten haben. Auf einem Treffen der Beteiligten des "Brain Activity Map" Mitte Januar sollen nicht nur Vertreter aller großen nationalen Forschungsinstitute teilgenommen haben, neben der National Science Foundation waren auch Google, Microsoft und Qualcomm anwesend, berichtet die "New York Times".

Die Beteiligten erklärten zunächst erfolgreich die Frage, welche Technologien existieren, um die gewaltigen Datenmengen bändigen können, die bei dem Map-Projekt entstehen. Im Anschluss wurde direkt die Einrichtung nationaler "Hirn-Observatorien" angedacht.

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