Human Brain Project – "Mit Science Fiction hat das überhaupt nichts zu tun"

Human Brain Project – "Mit Science Fiction hat das überhaupt nichts zu tun"

Das "Human Brain Project" ist das größte Forschungsprojekt, das die EU je gestartet hat: Für eine Milliarde Euro, soll das menschliche Gehirn mit einem Super-Computer nachgebildet werden.

FORMAT : Der Nachbau des menschlichen Gehirns – das hört sich nach einem Science-Fiction-Roman von Jules Verne an. Stimmt das?

Prof. Alois Saria : Mit Science Fiction hat das überhaupt nichts zu tun. Genau betrachtet geht es um sehr nüchterne Grundlagenforschung, die hier angewendet wird. Das Ziel ist visionär, weil das Wissen um das wirkliche Funktionieren des menschlichen Gehirns die große offene Frage der Hirnforschung ist. Wir kennen viele biochemische Informationen und wie diese vom Gehirn in höhere Funktionen, also Sinneswahrnehmungen und Gedächtnis, umgewandelt werden. Aber wie dieses Organ in seiner Gesamtheit zusammenspielt, das wissen wir nicht.

Manche Wissenschaftler vergleichen das Human Brain Project mit der Apollo-Mission. Sie auch?

Saria : Die Apollo-Mission hatte eine viel größere finanzielle Dimension. Aber vergleichbar ist das visionäre Endziel, nämlich innerhalb von zehn Jahren ein möglichst vollständiges Modell des menschlichen Gehirns auf einem Großcomputer zu simulieren.

Bei der Apollo-Mission war das Ziel eindeutig: Einen Menschen auf den Mond zu bringen und gesund wieder zurück. Was kommt bei dem Human Brain Project am Ende heraus? Ein Computer, der noch besser Schach spielt?

Saria : Das könnte ein Begleitprodukt sein, ist aber sicher nicht das Ziel. Das klar definierte Ziel ist, eine Computerplattform zu entwickeln, die ein ganzheitliches Modell des menschlichen Gehirns simulieren kann. Damit wird es möglich sein, festzustellen, was die wesentlichen Faktoren sind, die Erkrankungen und Funktionsstörungen des Gehirns auslösen.

Wie kann das in der Praxis gelingen?

Saria : In dieses Modell fließen erstmals weitgehend alle vorhandenen biologischen Daten über das Gehirn ein. Bisher gibt es nur Teilmodelle auf Basis begrenzter Daten. Daraus wurden Theorien abgeleitet und auf Basis dieser Theorien Simulationen erstellt. Aber die haben nur begrenzte Aussagekraft, weil immer nur Teilfunktionen von Nervenzellen abgebildet wurden.

Wie kann man etwas abbilden, von dem man nicht genau weiß, wie es funktioniert?

Saria : Wenn die Astrophysik den Kosmos simuliert oder den Ursprung des Universums vor 13 Milliarden Jahren, ist auch nicht alles bekannt und vor Ort war auch niemand dabei. Trotzdem sind sehr präzise Simulationen möglich. Auch alles, was wir über den Klimawandel wissen, kommt aus simulierten Modellen auf Basis von Wetter- und Klimadaten. Diese Daten werden ständig verfeinert und die Modelle immer präziser. Ähnlich ist es auch bei der Hirnforschung. Derzeit gehen wir davon aus, dass es nur eine geringe Anzahl von Parametern gibt, die entscheiden, ob das Gehirn störungsfrei funktioniert oder nicht.

Wie kommen Sie dazu?

Saria : Es gibt eine fast unendliche Zahl an bereits bekannten chemischen Substanzen, die im Gehirn wirken. Hätten diese alle einen entscheidenden Einfluss auf die störungsfreie Funktionsweise des Gehirns, gäbe es eine gewaltige Zahl an neurologischen Krankheiten. Tatsächlich sind aber nur rund 500 beschrieben und definiert.

Und am Ende wissen Sie dann…

Saria : …welcher Mangel oder welches Zuviel an bestimmten Stoffen Depressionen oder Alzheimer auslöst.

Der Mensch definiert sich über Herz und Hirn. Das Herz ist weitgehend erforscht, ist jetzt das Hirn an der Reihe?

Saria : Die Frage, wie das Gehirn funktioniert, ist eine der wesentlichen offenen Fragen des menschlichen Lebens. Es ist das einzige Organ, von dem wir nicht wissen, wie es tatsächlich funktioniert.

Können Sie mir in 15 Jahren einen Mikrochip einsetzen, damit ich keine Depressionen oder Alzheimer bekomme?

Saria : Das ist eine spekulative Frage, aber ausschließen würde ich es nicht.

Das Human Brain Project erinnert stark an das Thema „Künstliche Intelligenz“. Hier sind die Erwartungen bei weitem nicht erfüllt worden. Ist das ein schlechtes Vorzeichen?

Saria : Die Ansätze waren richtig, aber zehn bis 20 Jahre zu früh. Die theoretischen Modelle der „Künstlichen Intelligenz“ waren nicht sehr gut durch biologische Daten abgestützt. Da sind wir jetzt wesentlich weiter.

Kommt am Ende heraus, dass der Mensch eine Maschine ist, die von seinem Gehirn gesteuert wird, ohne eigenen Willen? Der Gedanke ist ziemlich unbehaglich, vielleicht möchte ich die Antwort gar nicht wissen.

Saria : Ehrlich gesagt verspüre ich dieses Unbehagen nicht. Ich habe gelernt, Erkenntnisse aus der Hirnforschung als gegeben hinzunehmen. Wir haben keinen ganz freien Willen, weil sehr vieles an unserem Verhalten genetisch determiniert ist. Das ist die schlechte Nachricht. Aber wir haben die Möglichkeit, über Lernen und die Beeinflussung unseres genetischen Ausdrucks im Laufe unseres Lebens uns als Individuum selber zu gestalten.

Gibt es einen freien Willen?

Saria : Solange ich persönlich das Gefühl habe, frei entschieden zu haben, ist das für mich Ausdruck eines freien Willens. So sehe ich das auch für mich persönlich.

Obwohl der letzte Stand neurologischer Forschung das eher als Fiktion sieht.

Saria : Ja, obwohl ich das weiß. Aber ich glaube fest an mein Potenzial, Entscheidungen treffen zu können, mit denen ich mich wohl fühle. Es gibt eine Reihe psychologischer Tests, bei denen Probanden am Computer eine einfache Entscheidung treffen mussten. Gleichzeitig wurden die Gehirnaktivitäten gemessen. Es zeigte sich, dass es messbare Aktivitäten im Gehirn gab, lange bevor die Personen auf einen der Knöpfe drückten. Aufgrund dieser Gehirnaktivitäten konnten die Forscher sagen, wofür sich der Kandidat entscheidet. Das sind Fakten, mit denen man umgehen muss. Ich verstehe, dass das vielen Menschen Angst macht.

Wenn Ihre Frau Sie fragt, ob Sie sie aus Liebe geheiratet haben oder weil das Gehirn entschieden hat, was sagen Sie dann?

Saria : Ich sage ganz ehrlich, was ich empfunden habe, als ich sie kennengelernt habe. Und an diese Empfindungen kann ich mich noch sehr gut erinnern, was mich bewogen hat, sie nach unserem ersten Kennen lernen am nächsten Tag anzurufen. Ich bezeichne das als Liebe, denn ich habe das so empfunden. Wenn ich etwas so wahrgenommen habe, dann ist es wahr für mich. Und die Entscheidung war – in diesem Sinne – frei.

Wenn mein Gehirn für mich schon selbstständig Entscheidungen trifft, hat mein Bewusstsein wenigstens ein Vetorecht?

Saria : Ja, denn das macht auch einen Teil der höheren Funktionen des Menschen aus. Wir haben Emotionen, diese sind auch zulässig, ob es Verliebtsein oder Hass ist. Aber das Frontalhirn hat die Möglichkeit, eine Impulskontrolle durchzuführen. Und der Mensch hat schon die Verpflichtung, diese Impulskontrolle zu trainieren und anzuwenden. Das bedeutet auch, dass der Mensch das Potenzial hat, Gesetze einzuhalten.

Das Gehirn ordnet und bewertet Sinneseindrücke aufgrund von Erfahrungen und Erlebnissen. Diese sind bei jedem Menschen unterschiedlich. Wie kann ich diese Individualität in einem Modell abbilden?

Saria : Man kann diese individuellen Faktoren nicht durchgängig simulieren, das geht nicht. Wir erstellen ein Einheitsmodell. Jetzt ist es aber so, dass Sinneseindrücke und was wir im Laufe unseres Lebens gelernt haben, auch biologische Konsequenzen habaen – wenn ich diese definiere, kann ich sie auch in einem Modell variieren. Stark vereinfacht gesagt: Ich kann die Impulskontrolle verstärken oder verringern – und beobachten, wie sich das auf das Gesamtsystem auswirkt. Ich habe zwar ein Einheitsmodell, kann aber im Prinzip jeden Zustand herstellen, wenn ich die Parameter kenne.

Das klingt jetzt doch nach Dr. Frankensteins Labor. Schaffen Sie einen künstlichen Menschen?

Saria : Nein, wir schaffen keinen künstlichen Menschen – es ist und bleibt eine Computerplattform.

Wird dieser Computer Emotion empfinden können, wenn ich ihn entsprechend stimuliere?

Saria : Wir wissen es nicht, ausgeschlossen ist es nicht. Lassen Sie es mich so sagen: Wenn wir in der Lage sind, einen bestimmten Bereich als emotionale Funktion zu stimulieren, dann hat dieser Computer in diesem Moment eine Repräsentation einer Emotion.

Das trifft das Selbstverständnis des Menschen und zentrale Bereiche der Ethik. Darf man so etwas überhaupt machen?

Saria : Die Frage nach unser Existenz, die Frage, wie unser Gehirn funktioniert, warum wir so sind, wie wir sind – das sind zentrale Fragen unserer Existenz, die dem Menschen inhärent sind . Die kann man nicht ausblenden. Und dann ist es viel besser, wenn diese Forschung unter den Augen der Öffentlichkeit offen und transparent stattfindet, als in den Geheimlabors von autoritären Regimen oder Militäreinrichtungen. Aber natürlich stoßen wir dabei immer wieder an ethische Grenzen, weshalb es auch eine Begleitung durch eine Art Ethikkommission gibt. Die permanente Reflexion ist für ein solches Projekt unabdingbar.

Derzeit sind die Computerleistungen für die Simulation eines menschlichen Gehirns bei weitem noch nicht ausreichend. Und wenn, braucht man dafür die Energie eines eigenen kleinen Kraftwerkes. Ist das ein Problem des Human Brain Projektes?

Saria : Die derzeitigen Rechnerleistungen sind eine Limitierung, das menschliche Gehirn ist 300.000 Mal leistungsfähiger als derzeitige Hochleistungsrechner und verbraucht dabei so viel Strom wie eine Glühbirne. Aber für die Entwicklung von Hochleistungsrechnern im IT-Bereich gibt es eine ganz klare Roadmap mit einem Zeitplan, der bisher exakt eingehalten worden ist. Vor drei Jahren wurde gesagt, 2013 wird es einen Petaflop-Computer mit sechs Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde geben - jetzt gibt es ihn. Bis 2018 soll es den Exaflop Superrechner geben, der tausendmal leistungsfähiger ist. Mit einem solchen Rechner wird die Simulation möglich sein. Aber selbstverständlich wird es dazu auch hinsichtlich des Energieverbrauches weitere Entwicklungen geben müssen. Und das ist von der EU auch so gewollt. Denn auch die Förderung der IT-Entwicklung ist fester Bestandteil des Human Brain Projektes.

Human Brain Project
Ziel ist es, innerhalb von zehn Jahren das menschliche Gehirn möglichst vollständig zu simulieren. Zellen und Moleküle sollen künstlich nachgebaut und das Funktionieren des Gehirns in einem gigantischen Supercomputer simuliert werden. Beteiligt an dem Mega-Projekt sind über 80 Forschungseinrichtungen in ganz Europa, darunter auch die Medizinische Universität Innsbruck, aber auch einzelne aus den USA und Japan. Mit der Milliarde Euro, die für das Projekt zur Verfügung steht, soll Europa als Forschungsstandort gestärkt werden.

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