13.01.2014, 07:00 Uhr | 0 |

1200 Personen im MRT Digitales 3-D-Modell des Gehirns soll Parkinson-Behandlung revolutionieren

Forscher arbeiten am bislang aufwändigsten Modell des menschlichen Gehirns. Mit diesem sollen Ärzte und Wissenschaftler am Computer die Funktionsweise einzelner Regionen erforschen können. Ein Hoffnungsschimmer im Kampf gegen Epilepsie und Parkinson. 

Das Human Brain Project arbeitet entwickelt eine Landkarte des Gehirns
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Mit 3-D-Modellen des menschlichen Gehirns sollen Ärzte und Wissenschaftler zukünftig den Funktionsweisen einzelner Hirnregionen auf die Schliche kommen. Experten erhoffen sich wirkungsvollere Behandlungen neuronaler Störungen. 

Foto: Human Brain Project

Das europäische Human Brain Project bekommt Konkurrenz von einer Forschergruppe in den USA. Beide haben das Ziel, eine Art Landkarte des menschlichen Gehirns zu entwickeln. Die Karte, die mehr als 90 Forschungseinrichtungen in Europa entwickeln, „ähnelt einem Falk-Plan, nur dass sie dreidimensional ist“, sagt Prof. Katrin Amunts, Direktorin des Instituts für Neurowissenschaften und Medizin am Forschungszentrum Jülich. Sie hat die Aufgabe, den Austausch von Botenstoffen via Nervenfasern zu erforschen.

Im Jülicher Supercomputing-Center, einem der leistungsfähigsten der Welt, werden die Daten aller Forschungsgruppen sortiert und so gespeichert, dass spätere Nutzer genau die Daten finden, die sie für ihr spezielles Anliegen benötigen – eine gigantische Aufgabe. Denn ein einziges Gehirn erzeugt rund 500 Terabyte an Daten, das ist mehr als 500-mal so viel wie die Kapazität der leistungsfähigsten Festplatten im Laptop. Das europäische Projekt ist mit rund 1,2 Milliarden Euro ausgestattet.

Datenerfassung mit dem Magnetresonanztomografen

Während die Europäer das Gehirn gewissermaßen analysieren, gehen die Amerikaner die Aufgabe eher pragmatisch an. Die Wissenschaftler der Washington University in St. Louis lassen 1200 Freiwillige spezielle kognitiv-psychologische Tests durchlaufen, während ihre Gehirne von einem Magnetresonanztomografen (MRT) gescannt werden. Über ein Spiegelsystem werden Fragen und Aufgaben eingeblendet, die die Probanden beantworten und lösen müssen, während sie in der Röhre stecken. Das kann pro Durchgang eine Stunde und mehr dauern.

Modell soll Erforschung neuronaler Störungen unterstützen

Bei diesen Tests fallen gigantische Mengen an Daten an, aus denen Supercomputer ein dreidimensionales Modell erstellen, das Hirnstruktur und -funktionen detailgetreu aufzeigen soll. „Wir wollen durch das Gehirn steuern, wie es bislang nicht für möglich gehalten worden ist, die wichtigsten Leitungsbahnen überfliegen, zentrale Schaltkreise miteinander vergleichen, in eine spezifische Region hineinzoomen, um ihre genaue Funktion zu ergründen und schädliche Zellen zu finden“, erklärte Projektleiterin Deanna Barch der New York Times. „Uns geht es um die Sammlung einer noch nie dagewesenen Menge neuronaler Daten und die Entwicklung eines interaktiven Modell des Gehirns.“

Ähnlich wie die Europäer glauben auch die Amerikaner, dass das detaillierte Wissen um das menschliche Gehirn neue Ansatzpunkte bietet, neuronale Störungen zu behandeln, etwa Stottern, Epilepsie oder Parkinson, möglicherweise auch Alzheimer.

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Von Wolfgang Kempkens
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