Jülich - Jülich will das Gehirn besser verstehen

Jülich will das Gehirn besser verstehen

Von: Axel Borrenkott
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Das Forschungszentrum verknüpft die Neurowissenschaften und seine Superrechner, um die Komplexität des Organs zu erfassen.

Jülich. Das menschliche Gehirn verstehen zu wollen ist nach wie vor eine kühne, ja vermessene Vision – wissenschaftlich wie technisch eine Herausforderung, die eine Mondlandung bei weitem übersteigt. Auf den noch größeren Schritt für die Menschheit bereitet sich jetzt das Forschungszentrum Jülich vor, indem es zwei seiner größten Kompetenzen miteinander verknüpft: Hirnforschung und Supercomputing.

Gestern wurde das „Simulation Laboratory Neuroscience“ eingeweiht, in dem ab nun neurowissenschaftliche Fragen mithilfe einer gigantischen Rechnerleistung beantwortet werden sollen.

Die übliche, auch vom Forschungszentrum (FZ) formulierte Legitimation für die gewaltigen und auch kostspieligen Anstrengungen, das Gehirn komplett zu erforschen, ist „Erkrankungen des Nervensystems frühzeitig zu erkennen und zu behandeln“. Mindestens so motivierend dürfte die schlichte menschliche Neugierde sein, hinter das wahrscheinlich größte und letzte Geheimnis der Natur zu kommen. Es gibt nichts, was auch nur annähernd so komplex ist wie die Funktionsweise des menschlichen Gehirns.

100 Milliarden Nervenzellen

Wenn überhaupt, kann nur die größtmögliche Batterie parallel geschalteter Rechner der Komplexität des Gehirns nahekommen. Und mit dem schnellsten Rechner Europas, über den Jülich verfügt, „kommen wir erstmals in den Bereich, in dem die Leistung der Rechner (5,7 Petaflops) ähnlich der Gehirnleistung ist“, sagt Sebastian Schmidt vom FZ-Vorstand.

„Wir glauben, dass das geht“, sagt auch Thomas Lippert. Der Leiter des Zentrums für Supercomputing hält es für möglich, das Gehirn in etwa zehn Jahren „komplett“ verstehen zu können. Die Kunst auf Seiten der Rechenexperten bestehe dabei darin, die „volle Arbeitskraft“ der gekoppelten und synchronisierten Computer so effizient wie möglich auf die Fragestellungen der Neurowissenschaftler anzusetzen.

Für die Fragen leitend zuständig ist Katrin Amunts. Die Neuroanatomin interessiert sich für die Struktur des Gehirns und die Verbindungen seiner 100 Milliarden Nervenzellen, von denen jede einzelne 10 000 Synapsen hat. „Die riesigen Datenmengen, die solche Untersuchungen erzeugen, kann man mit einem PC nicht einmal darstellen.“

Als Beispiel eines konkreten Ziels, wie sie das Supercomputing nutzen könne, nennt Amunts den schon für sich genommen komplexen Prozess des Sehens in der Verbindung von Sehnerven und Erinnerung: „Warum erkennen wir ein Verkehrsschild auch dann, wenn es weitgehend verdeckt ist?“ Kein anderes System könne das.

Chefin des Labors für neurowissenschaftliche Simulation und damit im Zentrum der eigentlichen Aufgabe ist Abigail Morrison. Simulation von Gehirnvorgängen im (Super-)Computer mache eben das möglich, was weder Theorie noch Experiment allein erreichen könne, nämlich sie in ihrer ungeheuren Komplexität und Dynamik darzustellen. Und „kein anderer Ort in Europa“ könne sich mit dem Forschungszentrum vergleichen, „was die Kompetenz in Simulation“ angehe, so die Physikerin und Hirnforscherin.

Bescheiden wolle man dennoch bleiben, wie alle angesichts der oft auch maßlosen Versprechungen der Neurowissenschaften betonen: „Wir sind uns bewusst, wie vorsichtig man da sein sollte.“ Ebenso klar sei aber, dass man aber mit diesem Engagement die Chancen verbessere, Teil des milliardenschweren EU-Projekts der Gehirnsimulation zu werden. Ob das genehmigt wird, soll in diesem Jahr entschieden werden.

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