Super-Rechner Computer soll Menschenhirn simulieren

Maschinen können nicht selbstständig denken. Doch der Supercomputer "Blue Gene" soll Neurowissenschaftlern künftig helfen, die Funktionsweise des menschlichen Gehirns zu verstehen. In zwei Jahren wollen Schweizer Forscher gemeinsam mit IBM ein digitales Abbild des Kortex erschaffen.


Neuronenwald des Kortex: Computersimulation ist "ehrgeizigstes Projekt der Neurowissenschaft"
IBM/EPFL Blue Brain Projekt

Neuronenwald des Kortex: Computersimulation ist "ehrgeizigstes Projekt der Neurowissenschaft"

Henry Makram von der Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) hat sich ein ehrgeiziges Ziel gesetzt. Zusammen mit der Forschungsabteilung von IBM will er innerhalb der nächsten zwei Jahre die Verschaltungen des größten und wichtigsten Teils des menschlichen Gehirns als digitales 3D-Modell nachbilden. Im IBM-Supercomputer Blue Gene soll anschließend Schritt für Schritt ein Modell des gesamten Gehirns entstehen.

Der Kortex macht etwa 85 Prozent der menschlichen Gehirnmasse aus und ist unter anderem für das Lernen, für die Erinnerung und für Sprache zuständig. Seit etwa zehn Jahren untersuchen allein die Forscher in Lausanne den Wald aus Neuronen-Verbindungen im Gehirn. Dieses Wissen wird nun in Gleichungssysteme umgesetzt, die in das Computermodell einfließen.

Bisher ist wenig darüber bekannt, wie die einzelnen Hirn-Neuronen genau zusammenarbeiten. Durch das Computermodell könne sich das ändern, glaubt Projektleiter Makram. Künftig wären komplexe Simulationen auf der Ebene von Molekülen möglich. Manches aufwendige Experiment im Labor könne dann durch die Rechenleistung des Computers ersetzt und innerhalb von Sekunden erledigt werden. Er hofft, dass man so auch hinter die Geheimnisse von Krankheiten wie Schizophrenie, Depressionen und Autismus kommen werde.

Supercomputer Blue Gene: Maschine soll Hirnforschern helfen

Supercomputer Blue Gene: Maschine soll Hirnforschern helfen

Vier Reihen von Blue Gene werden für diese Aufgabe zusammengeschlossen. Mit einer Prozessorgeschwindigkeit von 22,8 Teraflops, das heißt einer Rechenleistung von 22,8 Billionen Operationen pro Sekunde, wird sich somit einer der schnellsten Supercomputer auf der Welt des Problems annehmen.

Bis zu einem vollständigen Gehirnmodell ist es allerdings noch ein sehr langer Weg. Hunderttausende von Parametern müssten berücksichtigt werden, um die Komplexität des Hirns nicht zu verfälschen. "Das ist das ehrgeizigste Projekt in der Neurowissenschaft", sagt Makram. Der erste Schritt ist nun eine Software-Replikation eines säulenförmigen Schnittes durch alle Schichten des Kortex.



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