Eine Ausstellung im britischen Bristol Anfang 2011 zeigte echte menschliche Gehirne. Forscher versuchen, sie künstlich herzustellen. © Matt Cardy/Getty Images

Als vor rund 60 Jahren die Forschungsrichtung der Künstlichen Intelligenz (KI) entstand, glaubten ihre Pioniere, schon bald den Code des menschlichen Denkens knacken zu können. »Geist ist nichts weiter als ein Produkt aus geistlosen, aber intelligent miteinander verschachtelten Ober- und Unterprogrammen«, proklamierte der KI-Forscher Marvin Minsky. Es schien nur eine Frage der Zeit, bis ein Elektronengehirn dem menschlichen Denkorgan ebenbürtig wäre.

Längst ist Ernüchterung eingekehrt. Je mehr die Forscher über das Gehirn lernten, desto klarer wurde, wie sehr es technischen Systemen überlegen ist. »Das Gehirn ist energieeffizient, kann mit unvollständigen Daten arbeiten, selbst lernen und sich selbst reparieren«, sagt der Neurowissenschaftler Henry Markram . »Wollte man versuchen, einen Computer mit der Rechenkapazität des menschlichen Gehirns zu bauen, würde der Tausende von Gigawatt brauchen und Milliarden Dollar kosten. In unserem Kopf schafft das eine drei Pfund schwere Masse, die auf 60 Watt läuft.« Dennoch träumt Markram den alten Traum der KI-Visionäre weiter – auf modernere Art.

Markram ist Koordinator des Human Brain Project (HBP) , des derzeit ehrgeizigsten Versuchs, das Gehirn künstlich nachzuahmen . Sein Ziel: die detailgetreue Simulation eines menschlichen Denkorgans, Zelle für Zelle, Synapse für Synapse, in einem gigantischen Supercomputer völlig neuen Typs. »Mit dieser Errungenschaft sollen nicht nur Neurowissenschaft, Medizin und Sozialwissenschaft, sondern auch Informationstechnologie und Robotik revolutioniert werden«, heißt es unbescheiden auf der Homepage des HBP. Die Forscher stehen im Finale des »Flagschiff-Wettbewerbs« der EU, der Gewinner erhält eine Milliarde Euro Forschungsgelder.

An der École Polytechnique Fédérale de Lausanne ist bereits eine Vorstufe des Kunsthirns zu besichtigen: das Blue Brain Project , das Markram 2005 startete . Der gebürtige Südafrikaner, der bei dem Nobelpreisträger Bert Sakmann in Heidelberg und am Weizmann Institute in Israel forschte, sammelte jahrelang alle verfügbaren Daten über die Funktionsweise von Nervenzellen (Neuronen) und ihren Verbindungsstellen (Synapsen). In Lausanne fütterten er und seine Mitarbeiter diese Daten in einen IBM- Supercomputer vom Typ »Blue Gene«, der üblicherweise für Genomanalysen genutzt wird; daher der Name Blue Brain. Mit dessen Hilfe versuchten sie Modelle von neuronalen Netzwerken zu entwickeln, die genauso reagieren wie echtes Hirngewebe im Labor. 2007 vermeldete das Team seinen ersten Erfolg: Im Rechner hatte es aus 10.000 simulierten Neuronen eine »kortikale Säule« rekonstruiert, die kleinste Grundeinheit eines Gehirns.

Nach demselben Prinzip will Markram im Human Brain Project am Ende 100 Milliarden Neuronen zusammenschalten und damit ein komplettes Menschenhirn simulieren. Dabei geht es ihm weniger um die Frankenstein-Vision eines künstlichen Bewusstseins, sondern eher um eine völlig neue Art von Forschungswerkzeug. »Am Rechner lassen sich in Minutenschnelle Resultate gewinnen, die im Labor Jahre erfordern«, sagt Markram. Mithilfe des Kunsthirns könne man etwa die Wirkung von Medikamenten im Hirn punktgenau erforschen und Tierexperimente überflüssig machen. Ein besseres Verständnis des Gehirns ermögliche zudem die Entwicklung besserer Therapien für neurologische Leiden – von der Alzheimer- bis zur Parkinsonkrankheit. Mit einer Förderung des Human Brain Project, meint Markram, würde sich die europäische Forschungspolitik daher einem »zutiefst humanen Ziel« verschreiben.

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Früher wurde Markram für solch hochfliegende Pläne belächelt. Doch das hat sich geändert. Seit das Human Brain Project in die Endrunde des EU-Wettbewerbs geraten ist, findet es immer mehr Unterstützer: Beteiligt sind das Karolinska-Institut in Stockholm, das Institut Pasteur in Paris, das Sanger Institute in der Nähe von Cambridge, das Forschungszentrum Jülich sowie Universitäten in Madrid, Heidelberg, München, Innsbruck und Jerusalem. Die Liste der collaborating scientists liest sich wie ein Who’s who jener Forscher, die an der Schnittstelle zwischen Neurowissenschaft, Informatik und Robotik arbeiten.

Dabei verfolgen die über 100 beteiligten Organisationen sehr unterschiedliche Interessen. Roboterforscher träumen von der Entwicklung neuer kognitiver Systeme und einer Robotersteuerung durch möglichst lebensnahe Hirnsoftware; Neurowissenschaftler erwarten sich Aufschluss über die Funktionsweise des Gehirns und Fortschritte bei dessen dreidimensionaler Modellierung; Biophysiker wollen ihr Verständnis dynamischer Systeme vertiefen; Computerwissenschaftler hoffen auf den »Rechner der nächsten Generation«, der ähnlich wie das Gehirn gewaltige Datenmengen bei geringstem Energieverbrauch verarbeiten kann.

Ob diese Träume je wahr werden, steht in den Sternen. Manche Fachkollegen kritisieren daher das Human Brain Project als teure Luftnummer. »Es ist ungeheuerlich, für Projekte, die ins Blaue schießen, Hunderte von Millionen auszugeben«, sagt der Neuroinformatiker Richard Hahnloser von der Universität Zürich.

Wird also das HBP seine hochgesteckten Ziele nie erreichen? Oder wird Markrams Projekt für die Medizin, die »neuroinspirierte Datenverarbeitung« und die Sozialwissenschaft von enormer Bedeutung sein? Vermutlich wird sich das menschliche Gehirn nie in allen Einzelheiten simulieren lassen. Dennoch könnten bei dem Versuch wertvolle neue Einsichten entstehen, von denen heute noch niemand etwas ahnt. Der Weg zu neuen Erkenntnissen folgt oft verschlungenen Pfaden. ——