Das menschliche Bewusstsein – Eine Reise in unser Gehirn | SRF Einstein

Heute machen wir eine Reise in unser Gehirn Denn dort – im Wirrwarr der Synapsen – verbirgt sich etwas, das wir alle haben, das der Forschung aber immer noch Rätsel aufgibt – unser Bewusstsein Wir fragen: Was ist Bewusstsein eigentlich genau? Wie entsteht es? Und wie lässt es sich täuschen? Wir machen das Experiment und zeigen, wann wir Menschen zum ersten Mal überhaupt ein Bewusstsein entwickeln Und wir tauchen ein in die faszinierende Welt der Hirnforschung, die dem Geheimnisbewusstsein nun endlich auf die Schliche kommt Grüezi miteinander, herzlich willkommen bei “Einstein” Wir sind heute in der Charite Universitätsmedizin in Berlin Ich bin unterwegs in mein Oberstübchen, mein Bewusstsein Ich treffe jetzt dann gleich einen Mann, der behauptet, er könne meine Gedanken lesen, also in mein Bewusstsein reinschauen Das Bewusstsein – wir haben eine vage Vorstellung davon, was es sein könnte Viel mehr aber auch nicht Also, was weiss man heute schon darüber? Und wie will die Forschung das Bewusstsein entschlüsseln? Wir sind Autoren eines einmaligen Films Gedreht in 3-D und erzählt durch unsere innere Stimme Es ist der Film unseres Bewusstseins: verwobene Erinnerungen, Gefühle und Sinneswahrnehmungen, die uns allein gehören Diese private und intime Stimme ist Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen Im Laufe der Evolution muss es irgendwann von Vorteil gewesen sein, dass wir die äussere Welt auch im Inneren unseres Organismus abbilden Und das Bewusstsein ist letztendlich diese – im Laufe der Evolution erworbene – biologische Fähigkeit, im Hirn die Umwelt abzubilden Doch wie genau kommt Bewusstsein zustande? Klar ist: Es basiert auf den Sinneseindrücken, die von unserem Gehirn aufgenommen und verarbeitet werden Dass unser Gehirn diese Daten aller- dings nicht nur sammelt und ablegt, sondern auch eigenmächtig interpretiert, ja nicht selten manipuliert, lässt sich leicht nachweisen Schauen Sie dieses Schachbrett an! Sie sehen die Quadrate, ein schwarzes und ein weisses Pferd Aber wenn Sie von nahe schauen, dann haben das schwarze und das weisse Quadrat exakt die gleiche Farbe Es ist das gleiche Grau, das auf Ihre Netzhaut fällt Wie ist das möglich? Der Schatten, der vom Zylinder aufs Brett fällt, wird von unserem Gehirn automatisch und unbewusst in die Verarbeitung des wahrgenommenen Bildes einbezogen Solche Berechnungen passieren absolut unbewusst Wir nehmen nur das Endresultat wahr Das Beispiel zeigt uns, dass unser Gehirn enorm komplexe Berechnungen durchführt, bevor irgendeine Information in unser Bewusstsein vordringt Unser Gehirn legt also eine erstaunliche Selbstständigkeit an den Tag, wenn es um die Verarbeitung von Sinneseindrücken geht Eine Selbstständigkeit, die wir bewusst nicht kontrollieren können Ein weiteres Beispiel sehen wir hier Mehrere gelbe Punkte, die um einen weissen, zentralen Punkt angeordnet sind Sie müssen den zentralen Punkt konzentriert fixieren und die Augen kein bisschen bewegen Irgendwann verschwinden die gelben Punkte aus ihrer Wahrnehmung Wenn Sie aber nur eine winzige Bewegung mit den Augen machen, sind sie – tac – wieder da Dann verschwinden sie wieder Auf Ihrer Netzhaut sind die Punkte immer präsent Das Gehirn blendet sie aus, weil sie ihm als unrealistisch, als Fehler erscheinen Z.B. als irgendein Problem auf der Netzhaut Denn der Reiz ist viel zu konstant, um aus der Umwelt kommen zu können Das Gehirn eliminiert die Information, weil es sich eben nur für Informa- tionen aus der Umwelt interessiert Das hat Konsequenzen: Weil unser Gehirn die Sinnesdaten nicht neutral abspeichert,

sondern sie vorzu interpretiert, müssen wir davon ausgehen, dass unser Bewusstsein im Grunde eine Illusion ist Und eben nicht das präzise Abbild der Realität Um den Prozess der Bewusstseinsbildung im Hirn noch besser verstehen zu können, tasten sich Dehaene und sein Team über den Sehsinn an das Bewusstsein heran Ihren Versuchspersonen wird für eine extrem kurze Zeit eine Zahl präsentiert Darauf sehen diese Personen weiss und danach vier Buchstaben Zu Beginn steht die Zahl lange genug, um entziffert werden zu können Dann wird das Intervall immer kürzer Bei 66 Millisekunden sehen die ersten Probanden die Zahl nicht mehr Bei 33 Millisekunden sehen die meisten nichts mehr Die Zahl ist immer noch da Sie dringt aber nicht mehr ins Bewusstsein vor Eine Versuchsanlage, aus der die Forscher interessante Schlüsse über das Funktionieren unseres Bewusstseins ziehen Sie haben herausgefunden: Wir nehmen nur dann etwas bewusst wahr, wenn ein Sinneseindruck es schafft, das gesamte Hirn zu entflammen Will etwas ins Bewusstsein vordringen, müssen mehrere Areale in der Hirnrinde aktiv beteiligt sein Die Hirnrinde ist hoch spezialisiert Es gibt z.B. ein Areal für Gesich- ter, eines für Orte, für Wörter Im ersten Moment kommunizieren sie nicht miteinander Das Bewusstsein für eine Wahrnehmung entsteht erst, wenn die Areale die Information teilen Dann wird uns eine Wahrnehmung bewusst Ob eine Information aus der Umwelt in unser Bewusstsein vordringt oder nicht, hängt davon ab, wie unser Gehirn diese Information beurteilt Ein hochkomplexer Vorgang, geprägt durch unsere Geschichte und die Summe vergangener Erfahrungen Auch mein Bewusstsein wird jetzt gleich durchleuchtet Und dies ist der Mann, der meine Gedanken lesen will: Gehirnforscher John-Dylan Haynes Herr Haynes, wir beschäftigen uns mit dem Bewusstsein Was ist für Sie Bewusstsein? Bewusstsein ist die Summe aller Dinge, die ich erlebe Das können einfache Bilder sein Das können auch Töne, Geräusche, Ge- fühle, Pläne oder Erinnerungen sein Alles, was ich erlebe, ergibt zusammen mein Bewusstsein In Ihrer Forschung beschäftigen Sie sich mit Gedankenlesen Wir haben das Gedankenlesen und das Bewusstsein Was hat das miteinander zu tun, Gedanken und Bewusstsein? Unsere Gedanken in ihrer Gesamtheit bilden das Bewusstsein Was machen wir jetzt, dass Sie meine Gedanken lesen können? Wir bringen Sie in den Scanner Dort müssen Sie an ein paar Dinge denken Wir messen Ihre Hirnaktivitätsmuster Dann wollen wir sehen, ob wir danach erkennen können, woran Sie gedacht haben – Okay, gut Vorstellen kann ich mir das ja nicht wirklich In mein Hirn reinschauen, ja, aber meine Gedanken lesen? Ich bin gespannt Auf jeden Fall werden die sog. Aktivitätsmuster im Gehirn ein Schlüssel sein Die Aktivitätsmuster will der Forscher erkennen, indem ich im Scanner fünf Fotos, die ich ausgesucht und mitgebracht habe, anschaue Wir zeigen Ihnen jetzt die Sequenz der Bilder Einfach konzentriert auf die Bilder schauen – mehr muss ich nicht tun Und bei jedem Bild zeigt sich dann im Gehirn ein Aktivitätsmuster Die verschiedenen Muster werden aufgezeichnet Und sie sind nachher die Grundlage für John-Dylan Haynes, der einen Einblick in meine Gedanken bekommen will Gut 30 Min schaue ich meine fünf Bilder an

und kann nicht verhindern, dass meine Gedanken immer wieder abschweifen und ich mich auch frage: In welchem Alter begann ich eigentlich, bewusst zu denken? Wer bin ich? Wer bist du? Und überhaupt, wann weiss ich: Ich bin ich? Gar nicht so einfach zu sagen Doch gerade das will “Einstein” herausfinden Am Entwicklungspsychologischen Institut der Universität Zürich Die Kinder entdecken gerade die Welt und vieles wissen die kleinen Forscher schon genau: Was ist dein Lieblingstier, Alisa? – Ein Häschen Mäuschen und Rösslein – Eine Kuh Keine Frage: Das Lieblingstier ist schnell gefunden Doch viel komplizierter wird’s, wenn es um das eigene Ich geht Das ist irgendwann einfach da – nur wann und wie kommt es? Auf Spurensuche nach der Entstehung des Bewusstseins macht sich Professor Moritz Daum “Einstein” ist dabei, wenn er mit Kindern ab 14 Monaten ein Experiment macht Die Frage ist einfach: Erkennt sich das Kind im Spiegel – und hat damit bereits eine Vorstellung vom eigenen Ich? Das Ich ist ein Entwicklungsprozess, der spontan abläuft Es ist nicht so, dass man von aussen etwas beitragen m u s s – weil man es sonst nicht entwickeln würde – sondern man geht davon aus, dass es spontan abläuft Unbemerkt klebt Moritz Daum den Kindern einen Zettel auf die Stirn Wir filmen vor einem Einwegspiegel Erkennen sich die Kinder im Spiegel? Greifen sie nach der Markierung am Kopf? Was ist dort? Den Anfang macht Lars Er ist 14 Monate alt Für sein Spiegelbild interessiert er sich nicht sonderlich Er hat es wahrgenommen, stellt den Bezug aber noch nicht her Er hat dorthin gefasst, wo er das andere Kind gesehen hat Er hat dies noch nicht in Bezug zu sich selbst gesetzt Spiegeltest noch nicht bestanden, aber verstanden, dass dort etwas anderes ist Mit etwa eineinhalb Jahren beginnen Kinder ihr Ich-Bewusstsein zu bilden Annika – nur fünf Monate älter als Lars – besteht den Test Sie erkennt sich und fasst die Markierung an Und Elisa mit 32 Monaten kann schon ganz klar sagen, wen sie da sieht Wer ist das im Spiegel? – Elisa Elisa. Ganz gut Wenn sie sich ans Gesicht, in die Haare fassen, ist dies ein Indikator Machen sie das nicht, aber sagen “Elisa”, gilt es auch als bestanden Im Schnitt entwickelt sich das mentale Ich mit 18 Monaten Da ist aber nicht einfach ein Schalter, der umgekippt wird, und plötzlich weiss ich: Das im Spiegel, das bin ich Der Prozess der Ich-Werdung beginnt schon viel früher Doch wie viel Bewusstsein haben Babys bereits? Mitteilen können sie es uns ja nicht Die Zürcher Forscher zeigen mit einem Experiment, dass Babys schon mit wenigen Monaten ihre Umwelt bewusst wahrnehmen Romina, neun Monate alt, muss auf zwei Monitore schauen Dort sieht sie je zwei Kinderbeine, die unterschiedlich schnell gestreichelt werden Nun streichelt Forscher Daum Romina im gleichen Rhythmus wie die Hand auf dem linken Bildschirm Und Romina? Sie blickt sofort auf den linken Monitor D.h.: Romina bringt die Berührungen mit Videobildern in Verbindung Das beweist wiederum: Sie hat schon jetzt ein Körperbewusstsein Alles andere wird folgen Es gibt ein ein motorisches Selbst Dieses wird als Grundlage angesehen Darauf baut man ein mentales Selbst auf Dass ich auch weiss: Ich bin ich selbst Das ist die Grundlage, auf der weitere Aspekte aufbauen Mithilfe der Kinder haben die Wissenschaftler das Ich in seine Einzelteile zerlegt Unser Bewusstsein beginnt mit den ersten Berührungen Später kommt das mentale Ich hinzu So, ich habe unterdessen meine Fotos x-mal angeschaut Für jedes Bild erfasst John-Dylan Haynes Aktivitätsmuster Und diese sollen ihm später helfen, meine Gedanken zu lesen

So, ich bin wieder da Ich lasse mein hübsches Nachthemd an, ich muss ja noch mal rein Was haben Sie schon gesehen? Wir können hier schon mal sehen: Das Gehirn ist vorhanden Das ist eine strukturelle Aufnahme Ihres Gehirns Hier sieht man die Hirnanatomie Für die Aktivitätsmuster muss der Computer noch etwas rechnen Das können wir uns noch nicht sofort anschauen Aber es ist ja so: Wenn ich so ein Bild anschaue, dann rasen mir Tausend Gedanken durch den Kopf Und trotzdem merken Sie, auf welches Bild ich schaue? Es ist ja auch nicht garantiert, dass ich jedes Mal, wenn ich das Bundeshaus oder meinen Handstand zu sehen bekomme, das Gleiche denke Was wir hier machen, ist eine einfache Form von Gedankenlesen Und die erstreckt sich v.a auf bildliche Vorstellung Wir lesen also v.a. aus, was Sie hier sehen Man muss auch klar sagen, dass die Trefferquoten für komple- xere Gedanken schlechter werden Für solche Bilder ist das Gedankenlesen noch relativ einfach Für komplexere Gedanken wird es zunehmend schwerer Da arbeitet die Forschung zurzeit daran Was muss ich als Nächstes tun? Wir bringen Sie in den Scanner Sie haben sich ja eine Reihenfolge überlegt, in der Sie diese Bilder wieder sehen wollen Wir kennen die Reihenfolge nicht Sie werden sich diese versteckt aussuchen Und wir schauen, ob wir aus Ihrer Hirnaktivität erkennen können, in welcher Reihenfolge Sie die Gedanken haben Also, ich bringe meine Fotos in eine Reihenfolge Eine, die John-Dylan Haynes nicht kennt Ich schaue die Bilder dann im Scanner genau in meiner Reihenfolge an Und er soll herausfinden, wie ich die Fotos angeordnet habe Die Forscher bereiten sich vor Ich muss ein zweites Mal in den Hirnscanner Ich fühle mich beengt in dieser Röhre, was mit meinem Körperbewusstsein zu tun hat Der Körper ist nämlich – wie wir bereits gehört haben – sehr zentral für das Bewusstsein Aber was bedeutet es für das Bewusstsein, wenn der Körper plötzlich nicht mehr richtig funktioniert? Der 53-jährige Walter Niederhauser hatte einen schweren Hirnschlag Seither ist er linksseitig gelähmt und sein Körperbewusstsein ist beeinträchtigt Niederhauser wird untersucht von Lukas Heydrich Der Neurologe hat sich als Forscher mit dem Phänomen der sog. Neglecte beschäftigt und stellt Niederhauser eine gezielte Aufgabe Dieser soll mit Bleistift und Papier eine einfache Figur abzeichnen Der Test soll zeigen, ob sich Niederhausers Bewusstsein für die linke Raum- und Körperhälfte in letzter Zeit verbessert hat Trotz grosser Anstrengung: Die Zeichnung bleibt links unvollständig Auf der Vorlage sehe ich alles Ich kann nicht sagen, ich sehe es nicht. Ich sehe alles Aber ich zeichne einfach und denke Vielleicht denke ich etwas zu wenig daran, dass ich stärker auf links achten sollte Die primäre Wahrnehmung ist nicht das Problem Die Wahrnehmung des Körpers, Raums, Sehsinns – das ist alles intakt Das Problem ist die Verknüpfung von Wahrnehmung und Aufmerksamkeit Dass man seine Aufmerksamkeit dorthin lenkt, wo die Wahrnehmung ist Walter Niederhauser ist seit acht Wochen in Therapie und hat bereits grosse Fortschritte gemacht Im Vergleich, wenn man das anschaut, ganz am Anfang, Ende März: Hier fehlt die ganze Seite des Bilds Diese ist hier nicht abgebildet Sie ist untergegangen Und hier, Anfang Juni, kommt es langsam wieder Das ist ein schöner Fortschritt, den Sie da gemacht haben Von der Aufmerksamkeit her habe ich links immer noch mehr Schwierigkeiten als rechts Das merke ich z.B. auch, wenn ich mit dem Rollstuhl herumfahre Dass ich zwar links alles sehe, aber trotzdem manchmal in etwas fahre Obwohl ich es sehe Das kann man sich fast nicht vorstellen, dass man es sieht Sieht und trotzdem reinfährt Das kann ich mir auch schlecht vorstellen, aber es passiert Das ist Niederhausers Hirn In seiner rechten Hirnhälfte – links im Bild – sind grosse Teile abgestorben Für die Forschung sind diese Verletzungen interessant Sie helfen zu verstehen, wie das Bewusstsein für Körper und Raum normalerweise entsteht

Ist alles gesund, erhält das Gehirn über die verschiedenen Sinnesorgane ständig Informationen aus der Umwelt Das Hirn verknüpft diese Informationen einerseits zu einem Bild von der Umwelt, andererseits zu einem Bild vom eigenen Ich – in Bezug zum Raum Die Wechselwirkung zwischen Umwelt und Ich-Bewusstsein ist intakt Unterbricht eine Verletzung diesen Austausch der Informationen, wird dadurch auch das Bewusstsein für Körper und Raum gestört Im Akutstadium sieht man, dass Patienten nicht nur eine gelähmte Hand haben, sondern dass sie auch die Hand als nicht mehr sich selbst zugehörig empfinden Dass sie die Hand als fremd empfinden oder sogar sagen: “Das ist die Hand von jemand anderem.” Weil sie das einfach nicht mehr in Übereinstimmung bringen können und das zuerst wieder lernen müssen, dass in einem System ein Defizit vorliegt Solche Irritationen können auch bei gesunden Versuchspersonen ausgelöst werden Wie Heydrich vor ein paar Jahren an “Einstein”-Moderatorin Nicole Ulrich zeigte Da hat es nichts drunter, das ich spüren könnte? Nein Im Versuch sieht Nicole Ulrich anstelle ihrer eigenen, rechten Hand eine Gummihand vor sich liegen – mit leicht schrägem Mittelfinger Gut so? – Ja Der Neurologe stimuliert sowohl Nicole Ulrichs echte, linke Hand als auch die Gummihand Beide genau an der gleichen Stelle und gleichzeitig Aber für Ulrich ist nur die Gummihand sichtbar D.h., sie spürt die Berührungen zwar an der eigenen Hand, sieht sie aber auf der Gummihand Ein irritierender Widerspruch – der schon nach kurzer Zeit Wirkung zeigt Ich habe jetzt den Drang, meinen Mittelfinger zu heben Und ihn wieder gerade zu richten Ulrich spürt die Gummihand! Ihr Hirn hat den Widerspruch gelöst, indem es diese als die eigene adoptiert hat Mit solchen viel beachteten Experimenten konnte Heydrich zeigen, wie einfach unser Ich-Bewusstsein aus dem Lot gebracht werden kann Die Aussage ist, dass vermutlich unser Körperbewusstsein, also dass ich in meinem Körper lokalisiert bin, dass ich mich mit meinem Körper identifiziere und auch die Perspektive der Umwelt aus meinem Körper heraus einnehme, dass das eigentlich auch eine gewisse Illusion darstellt Also eine Illusion, mit der wir tagtäglich leben Aber etwas, das wir auch systematisch verändern können Z.B. in der Ergotherapie Die Illusion eines einfachen Spiegels hilft Walter Niederhauser sein Bewusstsein für Links sowie die Motorik im linken Arm zu verbessern Stellen Sie sich vor, dass das Ihre linke Hand und Ihr linker Arm sind, die Sie sehen Und wenn Sie die Illusion aufgebaut haben, beginnen Sie langsam mit den Bewegungen Mittels Spiegel kann das Körperbewusstsein beeinflusst werden Das Gespür für die linke Körperhälfte wird wieder verbessert Wir sind auf gutem Weg Herr Niederhauser hat in den letzten eineinhalb Wochen mehr Funktionen wiedererlangt in seinem linken Arm Ich habe auch den Eindruck, dass die Wahrnehmung und das Bewusstsein des linken Arms sich verbessern Was spüren Sie jetzt in der linken Hand? Also wenn ich mich so konzentriere und mir das vorstelle, spüre ich ein leichtes Kribbeln auf der Hand Nicht die gelähmte Hand löst das Kribbeln aus, sondern die Illusion im Spiegel. Sie hilft, das Hirn neu zu organisieren Über den Spiegel kann man eine Bewegung hervorrufen Man erhofft sich dadurch, dass durch die Umorganisation, die im Rahmen der Rehabilitation angestrebt wird, die gesunden Areale, also dort, wo er noch etwas wahrnehmen kann, z.B. im visuellen Sehsystem, dass diese Areale auch einfache motorische Funktionen übernehmen Vor Walter Niederhauser steht noch viel Arbeit Aber die Erfolge der Ergotherapie lassen ihn hoffen Und dem gesunden Beobachter wird bewusst, wie schnell alles anders kommen kann Unser Experiment mit mir und den Fotos lösen wir jetzt dann gleich auf Wir erinnern uns: Im Hirnscanner sah ich meine Fotos in einer Reihenfolge, die nur ich kenne Jetzt ist der Forscher dran: Ist es John-Dylan Haynes tatsächlich gelungen,

meine Gedanken zu lesen und jetzt die richtige Reihenfolge herauszufinden? Herr Haynes, die Spannung steigt Ich habe hier meine Reihenfolge gemacht, natürlich noch verdeckt Jetzt sind Sie an der Reihe – Wir haben die Auflösung Sie haben gerechnet? – Was Ihre Gehirndaten verraten Jetzt schauen wir, ob es stimmt Als Erstes haben wir die Achterbahn, da Die Achterbahn – Moment! Sehr gut, super Da bin ich beruhigt Die ersten 100 Punkte – Zweitens das Paar-Idyll (Lachend) Das Paar-Idyll? Ah, okay, gut. Noch mal – Stimmt auch Das Turnen kommt jetzt Es stimmt immer noch. Nicht schlecht – Jetzt kommt das Bundeshaus Auch richtig So, dann ist es einfach, das Letzte – Stimmt alles, nicht schlecht! Jetzt müssen Sie mir aber zeigen, wie Sie das gemacht haben Das kann ich Ihnen gerne am Computer zeigen. – Okay Es stimmt alles, unglaublich Sie haben 100 Punkte, wie haben Sie das gemacht? Wir haben Ihre Hirnaktivität gemessen, als Sie verschiedene Gedanken hatten Hier sieht man z.B Ihre Hirnaktivitätsmuster, als Sie an die Achterbahnfahrt gedacht haben Und hier das Hirnaktivitätsmuster, als Sie an Ihre Freundin dachten Diese Aktivitätsmuster sind der Schlüssel? Für jedes Bild ein Muster? Genau, für jeden Gedanken, den Sie haben, gibt es ein unverwechselbares Muster der Aktivität im Gehirn Ein trainierter Computer erkennt diese Muster Dann wissen wir, was Sie gedacht haben Wenn ich mir die Aktivitätsmuster anschaue, die sich in Ihrem Gehirn einstellen, wenn Sie eine Achterbahnfahrt erleben, sind sie ganz anders als bei jeder anderen Person – sie sind hochgradig individuell Daraus kann man sehen, dass der Bewusstseinscode im Gehirn von Person zu Person sehr unterschiedlich sein kann Das macht Ihre Forschung ziemlich schwierig, oder? Ja, schwierig, aber auch spannend Damit kann man erklären, warum Personen sich z.T schlecht verstehen, weil ihr Gehirn die Informationen anders speichert Das ist eine schöne Spielerei Was bringt das der Forschung? Es gibt einerseits elementare Interessen der Grundlagenforschung Wenn wir verstehen, wie das Bewusst- sein im Gehirn eingespeichert ist, dann können wir es auch auslesen Es gibt aber auch viele Anwendungen, die sich daran anschliessen Z.B. mit Koma-Patienten können wir möglicherweise mit solchen Verfahren herausfinden, ob sie noch etwas von ihrer Aussenwelt mitbekommen Wo stehen wir heute? Was wissen Sie schon über das Bewusstsein? Wir verstehen heute relativ gut, wie Bewusstseinsinhalte im Gehirn eingespeichert sind Was uns fehlt, ist ein Verständnis dafür, wie aus diesen komplexen Aktivitätsmustern im Gehirn Bewusstsein entsteht Quasi wie eine geheime Zutat, die in der Gehirnaktivität vorhanden ist – warum wir etwas bewusst erleben Man kann klar sagen, dass wir wahrscheinlich niemals das Gehirn in all seiner Komplexität verstehen können Tatsächlich – keine Struktur im Universum ist so komplex und rätselhaft wie das menschliche Gehirn Das Human Brain Project in Genf wagt den grossen Wurf und will es entschlüsseln Es erhielt 1 Mrd. Euro – das grösste EU-Budget Für ein grossartiges Versprechen: Es wird ein neuartiger Computer erschaffen, der assoziiert und denkt und arbeitet, so wie wir es tun Innerhalb von zehn Jahren wollte der Chef des Projektes das Gehirn als Computermodell nachbauen Dieses Projekt versetzt uns in die Lage, sehr detaillierte Hirnmodelle in Supercomputern zu bauen Drei der zehn Jahre sind vergangen Können die Forscher das Versprechen einlösen? Einer der federführenden Wissen- schaftler ist Marc-Oliver Gewaltig Seine Modelle stecken noch in den Anfängen: Sie basieren auf den Gehirnen von Ratten und Mäusen Daraus kann man kein Bewusstsein oder etwas Ähnliches ableiten Da sind noch Welten dazwischen Diese Methoden hier sind sehr grob Das entspricht einem Satellitenbild Man sieht zwar alles, aber von allem sieht man dafür relativ wenig Z.B. in diesem Modell fehlen uns ganz viele Verbindungen Das wissen wir schon, aber welche im Detail – das rekonstruieren wir dann aus bestimmten Abweichungen, die wir zwischen dem Modell und entsprechenden experimentellen Daten sehen Das Human Brain Project ähnelt selbst einer riesigen Nervenzelle: In Genf ist das Zentrum Forscher aus der ganzen Welt beliefern es mit Daten

Z.B. ein Labor in Lausanne Rajnish Ranjan und sein Team untersuchen die Grundbausteine des Gehirns, die Nervenzellen Sie bauen die kleinsten Teile des Gehirns für das Human Brain Project nach Auch sie arbeiten mit Rattenhirnen Auf der Zellebene sei das kein grosser Unterschied, so die Forscher Das Rattenhirn wird in dünne Scheiben geschnitten: Was wir hier untersuchen, ist ein Hirnschnitt, der 300 Mikrometer dick ist Dazwischen erstreckt sich der Zellkörper, und sie verfolgt jetzt Schicht für Schicht die einzelnen Teile der Zelle, sodass wir am Ende ein 3-D-Modell dieser Nervenzelle haben Erstaunlich viel Handarbeit Ying Shi zeichnet jeden Teil der Zelle nach bis in die kleinsten Verästelungen Die Fleissarbeit ist Grundlage für die Computermodelle der insgesamt 55 unterschiedlich geformten Nervenzellen in einem Rattenhirn Nebenan noch mehr Grundlagenforschung Jane Yi untersucht die elektrischen Eigenschaften der Nervenzellen Auch ihre Forschung fliesst in das Human Brain Project ein: Es ist hochkomplizierte Grundlagenforschung Ganz viele Fragen, wie das mensch- liche Hirn im Kleinsten funktioniert, bleiben aber im Dunkeln: Ich denke, wir stecken noch ganz in den Kinderschuhen Wir arbeiten gerade an der Entwurfsskizze des Gehirns Wann wir das Bewusstsein oder auch nur irgendeine komplexere Struktur verstehen werden, möchte ich zu dieser Zeit nicht kommentieren Die Ziele sind hoch gesteckt, die Ergebnisse mager Das ruft Kritiker auf den Plan: Meine Kritik am Human Brain Project wäre, dass man versucht, ein System im Computer zu simulieren, das man überhaupt nicht verstanden hat D.h.: Solange man von fundamentalen, versteckten Faktoren, wie z.B. Bewusstsein entsteht, keine Idee hat, wie sie funktionieren, ist es unmöglich, etwas im Computer zu simulieren, das man einfach nicht verstanden hat Trotz solcher Kritik halten die Forscher an der Idee fest, das menschliche Gehirn im Computer zu simulieren Marc-Oliver Gewaltig und sein Kollege sollen das Modell mit ihren Teams bauen: Gewaltig versucht, das Gehirn als Ganzes zu erfassen, während sich sein Kollege um mikroskopisch kleine Ausschnitte kümmert Wir gehen vom ganz Kleinen aus, von den biologischen Daten, wie sie in Lausanne gewonnen werden, vom Mikrometer-Bereich bis zum Millimeter-Bereich, von Synapsen bis zu Neuronenkreisläufen Der Forscher baut am Computer die Neuronenkreisläufe nach Hier die sechs Schichten der Grosshirnrinde Im Mikrobereich gibt es schon viele gesicherte Daten, doch reicht das, um ein menschliches Gehirn zu verstehen? Es ist einfach so: Neuronen werden nicht depressiv Nur der ganze Mensch an und für sich kann depressiv werden Auch in den Fachkreisen wächst die Kritik, dass es nicht so einfach ist Man geht eher wieder weg und versucht, das Menschsein als Ganzes zu erfassen Die Forscher lassen sich nicht irritieren: Im Human Brain Project versuchen zwei Teams aus unterschiedlichen Perspektiven das Gehirn zu erklären Ob sie sich jemals treffen? Die Computeranimationen sind eindrücklich Doch was sie bis jetzt zeigen, sind lediglich grobe Modelle von Rattenhirnen Viele Hirnforscher bezweifeln, dass bis 2023 menschliches Bewusstsein simuliert werden kann Ja, das Bewusstsein – eine Sendung reicht bei Weitem nicht, um abschliessend zu klären, was dahintersteckt Aber wie wir gesehen haben, hat auch die Wissenschaft noch lange nicht alle Geheimnisse gelüftet Das macht vermutlich die Magie des Bewusstseins aus Ein bisschen wie Magie sieht jetzt auch das aus Ist es aber natürlich nicht Es dauert einfach etwas länger, bis einem bewusst wird, was für eine Illusion das war Das nächste Mal geht es bei “Einstein” um dieses Thema:

Drohnen erobern unsere Lüfte Der globale Markt ist heute schon milliardenschwer und die Schweiz mischt bei der Flugroboterentwicklung ganz vorne mit Die Schweiz ist das Robotics-Silicon-Valley Doch wohin geht diese Entwicklung made in Switzerland? “Einstein” blickt in die Drohnenschmieden der Schweiz, zeigt, wie die neusten fliegenden Roboter eingesetzt werden und wie sie die Welt verbessern sollen – z.B. als flinke Helfer in der Entwicklungshilfe “Einstein” über unsere Zukunft mit der Drohne Hier auf diesem Sender erwartet Sie heute Abend noch “Aeschbacher” Zuerst jetzt aber die Kollegen von “10vor10” mit dem Blick hinter die Schlagzeilen Ich wünsche einen schönen Abend, auf Wiedersehen