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Dem Bewusstsein auf der Spur – Wer ist Ich?

Posted On: März 12, 2010
Posted In: bewusstsein, forschung, geheimnis, gehirn, hirn
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Gedanken, Gefühle, Erinnerungen, Wünsche und Pläne – Wie erleben wir die Welt? Was ist Bewusstsein? Hirnforscher versuchen die ältesten Fragen und letzten Geheimnisse unseres “Ich” zu entschlüsseln. Und dabei machen sie große Fortschritte. Dabei ist die Erforschung der Funktionsweise unseres Gehirns eine wissenschaftliche Herausforderung, die in ihrer Dimension selbst die Entschlüsselung des menschlichen Erbguts übertrifft.

An der polytechnischen Hochschule in Lausanne läuft ein weltweit einzigartiges Projekt. Hier arbeiten 40 Wissenschaftler am sogenannten “Blue Brain Project”. Neurologen, Biologen, Physiker und Informatiker haben sich zusammengetan, um herauszufinden, wie unser Gehirn funktioniert.

Denn wir erfahren die Welt nicht mit unseren Augen, Ohren oder unserer Haut, sondern wir erleben die Welt mit unserem Gehirn. Wie erschafft das Gehirn diese Welt, die der wirklichen Welt entsprechen soll? Immer tiefer dringen die Hirnforscher in den Mechanismus Gehirn ein.

Der Leiter des Projektes Henry Markram hat eine Vision: Er will das menschliche Gehirn im Computer nachbauen. Nervenzelle für Nervenzelle. In einem ersten Schritt versuchen die Wissenschaftler zu verstehen, wie die Nervenzellen im Gehirn arbeiten. Wie sie “denken”.

Wie ein Gewitter im Kopf

Etwa 100 Milliarden Nervenzellen, sogenannte Neuronen, haben wir in unserem Gehirn. Zwischen diesen Neuronen funkt es: Elektronische Impulse werden weitergegeben – das Gehirn arbeitet. Pro Sekunde kann eine Nervenzelle Hunderte solcher Impulse erzeugen.

Wenn ein Gedanke entsteht, dann ist das wie ein Gewitter im Kopf. Dabei verbraucht unser Gehirn weniger als 60 Watt Strom. Es ist eine unglaubliche Technologie. Gäbe es einen Supercomputer der dieselbe Leistung bringt, würde er Milliarden Euro an Stromkosten verbrauchen.

Bevor wir zum Beispiel eine rote Rose erkennen, muss unser Gehirn sie aus vielen Daten zusammensetzen. Dazu werden alle Informationen aktiviert, die mit “rot” und mit “Rose” zu tun haben.

Woher wissen die Nervenzellen, welche Informationen zum gleichen Objekt gehören? Diesem Geheimnis sind die Wissenschaftler in Lausanne auf der Spur. Wenn sie irgendwann verstehen werden, wie das Gehirn funktioniert, dann wird das unser Dasein revolutionieren.

Henry Markram, Neurobiologe:
“Wir müssen in der Hirnforschung von Experimenten zu Simulationen übergehen. In anderen Bereichen wird diese Art Forschung längst angewandt, in der Physik zum Beispiel. Aber bisher nicht in den Biowissenschaften. Wenn es uns gelingt, mit Supercomputern das Gehirn zu erforschen, dann werden wir den Prozess des Verstehens beschleunigen.”

Kleinste funktionelle Einheit – die neokortikale Säule

15 Jahre lang hat das Team um Henry Markram Daten gesammelt, um den Schaltkreis des Gehirns zu simulieren. Weltweit einzigartig ist ein Gerät in Lausanne, denn mit ihm kann man zwölf Nervenzellen gleichzeitig beim Informationsaustausch beobachten.

Dieser “Funkverkehr” der Nervenzellen wird aufgezeichnet und dann ausgewertet. Aus den Daten entstehen dann im Computer exakte Modelle der einzelnen Neuronen. Sie scheinen in allen Säugetiergehirnen gleich zu sein, nur ihre Anzahl ist verschieden.

Aus diesen Neuronen simulieren die Wissenschaftler in Lausanne zum ersten mal den Grundbaustein des Gehirns: die “neokortikale Säule”. Sie ist die kleinste funktionelle Einheit in unserem Gehirn. Jede Säule besteht aus 70 000 Neuronen. Zweieinhalb Millionen solcher Säulen hat ein Menschengehirn. Sie funktionieren wie Computer-Speicher. Mit diesen Säulen können wir sehen, hören, schmecken, und vor allem denken.

Henry Markram, Neurobiologe:
“Die neokortikale Säule ist wie der heilige Gral – wenn wir sie verstehen, werden wir auch die Intelligenz von Tieren und dann auch die Intelligenz des Menschen verstehen können.”

Für das Blue Brain Project wurde extra einer der schnellsten Computer der Welt entwickelt. Die Analyse der elektronischen Impulse war erst der Anfang, jetzt will man wissen welche Rolle die Gene und die Moleküle im Gehirn spielen. Jeder der 8.000 Prozessoren simuliert ein bis zwei Nervenzellen. Dabei ist dieser Computer immer noch 10mal langsamer als echte Neuronen.

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