"Human Brain Project": Forscher basteln an der Hirnmaschine

Von Christoph Seidler und

"Human Brain Project": Wie das Hirn im Rechner entstehen soll Fotos
Corbis

Ein Forscherteam will das menschliche Gehirn im Computer nachbauen. Das "Human Brain Project" hofft auf eine Milliardenförderung der EU. Der Kampf gegen Alzheimer und Parkinson soll endlich vorankommen - nebenbei sollen neue Supercomputer und Roboter entstehen.

Ein Terabyte pro Sekunde rauscht gerade durch Henry Markrams Hirn, vielleicht auch mehr. Beim Blick nach links sieht er den schlanken Berliner Fernsehturm, vor sich hat er ein halbes Dutzend einigermaßen aufmerksamer Journalisten im Auge. Markram, er wirkt ein bisschen übernächtigt, kann ihre Stifte auf dem Papier der Notizbücher kratzen hören, den Straßenlärm der Karl-Marx-Allee. Er kann den Großstadtfrühling im Berliner Zentrum riechen, kann über seine Arbeit sprechen. Alles gleichzeitig. Und bei alldem verbraucht sein Gehirn noch nicht einmal ein Zehntel der Energie des Laptops, der vor ihm steht.

Wegen dieser Leistungen, wegen dieser Effizienz ist der Neuroforscher von der École Polytechnique Fédérale im schweizerischen Lausanne so fasziniert von unserem Denkorgan. An der Spitze eines Wissenschaftlerteams aus neun europäischen Staaten will er ihm in einem riesigen Forschungsprojekt seine Geheimnisse entlocken. Das Ziel ambitioniert zu nennen, ist zurückhaltend: Das "Human Brain Project" (HBP) will nichts weniger als das menschliche Gehirn in einem Computer zu modellieren. Die so gewonnenen Erkenntnisse sollen unter anderem den Kampf gegen Krankheiten wie Parkinson oder Alzheimer voranbringen - und nebenbei die Entwicklung neuer Supercomputer ermöglichen.

Zusammen mit einem Dutzend deutscher Kollegen wirbt Markram an diesem Mittwoch für diese Forschung: "Das ist eine der drei großen Herausforderungen der Menschheit. Wir müssen die Erde verstehen, den Weltraum - und das Gehirn. Wir müssen verstehen, was uns menschlich macht." Der in Südafrika geborene Forscher tingelt zurzeit durch Europas Metropolen, schließlich bewirbt sich das von ihm geleitete Projekt um Geld aus einem EU-Förderprogramm, der sogenannten FET-Flagship-Initiative. Und dafür braucht es politische Unterstützung.

Es geht um nicht weniger als eine Milliarde Euro, verteilt über zehn Jahre. Fünf weitere Konsortien sind noch im Rennen um Förderung aus Brüssel. Sie befassen sich unter anderem mit dem Einsatz von Graphenen in der Computertechnik, mit robotischen Assistenzsystemen oder mit sogenannten virtuellen Patienten, mit denen individuelle Therapien kreiert und getestet werden. Im kommenden Jahr werden zwei Projekte ausgewählt. Wenn man die EU kennt, weiß man, dass neben wissenschaftlicher Exzellenz auch geografischer Proporz eine wichtige Rolle spielen wird.

"Es ist Zeit, diese Teile zusammenzufügen"

Die Forscher des "Human Brain Project" - Neurowissenschaftler, Genetiker, Informatiker, Robotikexperten, Ethiker - zeigen sich trotzdem optimistisch. Sie werben auch damit, dass ihr Projekt helfen kann, bereits existierendes Wissen besser zu nutzen. Aktuell gibt es etwa 200.000 Neurowissenschaftler weltweit, die Millionen wissenschaftlicher Veröffentlichungen produziert haben. "Das Wissen ist fragmentiert", sagt Markram. "Es ist Zeit, diese Teile zusammenzufügen."

Die Rhetorik ist gut, gar keine Frage. Doch gibt es nicht ein entscheidendes Problem? Milliardenschwere Großvorhaben von der Art des "Human Brain Project" wecken große Erwartungen, allen voran auf medizinische Fortschritte bei bisher unheilbaren Erkrankungen. Die großen Genomprojekte vor einigen Jahren haben das auch getan. Doch in der Praxis ist bis heute für Patienten wenig passiert. Alzheimer plagt die Menschheit weiter, Parkinson und die Amyotrophe Lateralsklerose ebenso. Enttäuschung ist aufgekommen, weil die Praxis oft komplizierter ist, als zu Beginn des Projekts vermutet.

Könnte dem HBP ein ähnliches Schicksal drohen? Die beteiligten Forscher verneinen das vehement - vor allem, weil praktische Anwendungen bereits früh im Projektverlauf zu erwarten seien. Neue Designprinzipien für energieeffiziente Computer zum Beispiel oder für neue Roboter. Neben Erkenntnissen in der Grundlagenforschung werfe das HBP schon frühzeitig auch nutzbare Produkte ab.

Und was den Kampf gegen Krankheiten angeht: Die Medikamentenentwicklung komme auch deswegen nicht voran, weil Pharmakonzerne die Investitionen nicht schultern könnten, sagt Henry Markram. Deswegen gingen die Patentanmeldungen zur Behandlung von Hirnleiden sogar zurück. Das geplante Forschungsprojekt würde das ändern, verspricht der Forscher. Denn die Firmen könnten das Hirnmodell nutzen, um neue Ideen zu testen.

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insgesamt 255 Beiträge
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1. Da kommt doch Freude auf!
niepmann 12.05.2011
Man muss den Leuten in Lausanne ganz fest die Daumen drücken. Der flehende Gebetsteil "Herr lass Hirn regnen!" hat dann endlich ausgedient. Wer immer Hirn braucht, kauft es sich; Speicher ist billig zu haben, die Software muss z. B. unter Windows XP laufen, und für die Prozessorleistung findet sich auch eine Lösung. Riesig! Das Ganze wird nicht durch Emotionen beeinflusst! Es arbeiten lediglich Verstand und Vernunft! Schlecht: Ich werde auf der Bestell-Liste ganz hinten stehen, obwohl auch mir dringend geholfen werden sollte. Priorität haben richtigerweise Regierende. Weiss man schon, wie lange es braucht, bis unser Zweithirn ins Handy passt?
2. ...nur Münchhausen...
hr_schmeiss 12.05.2011
...hat es bislang geschafft, sich an den eigenen Haaren aus dem Sumpf zu ziehen. Hier glauben ein paar Wissenschaftler, sich selber erklären zu können. Kein Zweifel, das ist populär und sie werden Geld bekommen. Aber das dürfte ziemlich rausgeschmissen sein, da das Projekt auf einige fundamentale Fragen nicht mal ansatzweise eine Antwort hat: http://www.storyal.de/story2007/blue-brain.htm Schade, das so eine Forschung auf dem Boden eines akademischen Betriebes wachsen kann, der seine eigenen Grundlagen vergisst. Inzwischen gibt es auch kritische Stimmen hier, etwa Peter Janich: Kein neues Menschenbild - Zur Sprache der Hirnforschung. Mehr drin als im ganzen BlueBrain, und 10€ richtig günstig.
3. Obstsalat
Sherlock70 12.05.2011
Zitat von hr_schmeiss...hat es bislang geschafft, sich an den eigenen Haaren aus dem Sumpf zu ziehen. Hier glauben ein paar Wissenschaftler, sich selber erklären zu können. Kein Zweifel, das ist populär und sie werden Geld bekommen. Aber das dürfte ziemlich rausgeschmissen sein, da das Projekt auf einige fundamentale Fragen nicht mal ansatzweise eine Antwort hat: http://www.storyal.de/story2007/blue-brain.htm etc. etc.
1) Eine Webseite mit diesem Design kann nur unseriös sein. 2) Selten sowas haltloses gehört bzw. gelesen. 3) Lass die doch forschen, hinterher ist man in der Regel deutlich klüger. Selbst wenn die es nicht schaffen ein menschliches Hrin nachzubilden, werden auf dem Weg einige interessante und vor allem nutzbringende Erkenntnisse gewonnen worden sein.
4.
Bins 12.05.2011
Zitat von sysop"Das Gehirn ist eine magische Maschine", sagt der Neuroforscher Henry Markram. Und genau deswegen will er es zusammen mit Kollegen in einem Supercomputer nachbauen. Das "Human Brain Project" hofft dafür auf eine Milliardenförderung von der Europäischen Union. http://www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/0,1518,761995,00.html
Hallo, ich hätte da einige Vorschläge, wer als Erster "mehr Hirn" brauchen könnte..... Man schaue sich unsere Regierung, Atomlobby und die EU an......
5. Traumtänzerei
a.weishaupt 12.05.2011
Zitat von hr_schmeiss...hat es bislang geschafft, sich an den eigenen Haaren aus dem Sumpf zu ziehen. Hier glauben ein paar Wissenschaftler, sich selber erklären zu können. Kein Zweifel, das ist populär und sie werden Geld bekommen. Aber das dürfte ziemlich rausgeschmissen sein, da das Projekt auf einige fundamentale Fragen nicht mal ansatzweise eine Antwort hat
Richtig, es ist Traumtänzerei. Im gedruckten Spiegel gab es ein nettes Interview mit Prof. David Gelernter. Er wies auf die komplexen chemischen Zusammenhänge im Gehirn hin und meinte, "wenn ein einfacher Computer z.B. keinen Orangensaft machen kann, wieso sollte es ein komplexerer können"? Da die Beteiligten des Projekts ja offensichtlich die Theorie hinter der Funktion des Neokortex kennen, fragt sich, wie sie ernsthaft erwarten können, dieses schon als generelles Prinzip nur sehr grob verstandene Gebilde simulieren zu können. Das ist mehrere Größenordnungen über dem, was möglich ist. Literaturempfehlung: "On Intelligence" von Jeff Hawkins. Nach der Lektüre sollte jedem klar sein, wie hoffnungslos das Unterfangen derzeit ist.
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Kurzer Wegweiser durch das Gehirn
Gehirn: Steuerzentrale des Körpers
Als Gehirn bezeichnet man den im Kopf gelegenen Abschnitt des Nervensystems, der die zentrale Steuerungszentrale des Körpers bildet. Bei höher entwickelten Tieren bildet das Gehirn zusammen mit dem Rückenmark das Zentralnervensystem. In ihm sind die Sinneszentren und übergeordnete Schaltzentren (Koordinations- und Assoziationszentren) zusammengefasst. Es ist für die Ausbildung komplizierter Handlungsabläufe, für die Fähigkeit des Gedächtnisses und für die Ausprägung von Denken, Gefühlen, Bewusstsein und Intelligenz verantwortlich.
Gehirnteile: Vorderhirn, Mittelhirn, Rautenhirn
Das menschliche Gehirn und auch das Gehirn vieler Tiere ist in drei Hauptteile gegliedert: Vorderhirn, Mittelhirn und Rautenhirn. Schon bei niederen Wirbeltieren entstehen aus dem Vorderhirn (Prosencephalon) das der Nase zugeordnete Endhirn (Großhirn) und das den Augen zugeordnete Zwischenhirn. Das Mittelhirn (Mesencephalon) bleibt ungegliedert erhalten. Das Rautenhirn (Rhombencephalon) gliedert sich weiter auf in das Hinterhirn mit dem Kleinhirn und der Brücke sowie in das verlängerte Mark, das den Übergang zum Rückenmark bildet. Mit zunehmender Höherentwicklung vergrößern sich die Teile und differenzieren sich weiter.
Großhirn: Spezialität des menschlichen Gehirns
Speziell für das menschliche Gehirn ist die Größe und Komplexität des Großhirns. Die Faltung seiner Oberfläche bewirkt eine enorme Oberflächenvergrößerung, so dass es die übrigen Hirnteile überwölbt. Das Großhirn ist das Zentrum für unsere geistigen und seelischen Fähigkeiten und damit für die komplexesten Gehirnleistungen. Es besteht aus zwei Hälften (Hemisphären), die durch ein dickes Bündel Nervenfasern, den sogenannten Balken, miteinander verbunden sind.
Großhirnrinde: Sitz der "grauen Zellen"
Die äußere Schicht des Großhirns wird als Großhirnrinde (Cortex cerebri, kurz Cortex) bezeichnet. Sie ist nur etwa zwei bis fünf Millimeter dick und enthält die erstaunliche Menge von 10 bis 14 Milliarden Nervenzellen. Wenn Gehirne in Formalin haltbar gemacht werden, sieht die Großhirnrinde grau aus. Sie wird deshalb auch als graue Substanz bezeichnet und umgangssprachlich spricht man oft von "grauen Zellen". Der übrige Teil des Großhirns besteht aus Nervenfasern, welche die Nervenzellen mit anderen Hirnteilen verbinden. Dieser Teil wird auch als weiße Substanz bezeichnet.