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«Ich mache Biologie zu einer Computer-Wissenschaft»

Henry Markram will das menschliche Gehirn im Computer nachbauen. Ist das Projekt grössenwahnsinnig oder visionär?

«Wir sind wie Ameisen, die das Stampfen eines Riesen zu verstehen suchen»: Henry Markram in Lausanne.
Bild: Keystone

Herr Markram, Sie möchten in Ihrem Blue-Brain-Projekt das menschliche Hirn simulieren. Wie kommen Sie auf diese Idee?
Das Hirn interessierte mich schon in der Schulzeit, auch Krankheiten wie die Depression oder die Schizophrenie. Ich bin nicht depressiv, aber jeder hat einmal depressive Phasen, und da fragte ich mich, ob das noch zu mir gehört. Ich wollte wissen, was denn die Persönlichkeit ausmacht. Deshalb studierte ich Medizin an der Universität Kapstadt mit Ausrichtung Psychiatrie. Doch was ich da sah, hat mich völlig desillusioniert. Deshalb habe ich mich nach der Hälfte des Studiums der Hirnforschung zugewandt. Ich erforschte die Elektrophysiologie der Nervenzellen, die Biochemie, die Molekularbiologie, die Pharmakologie – das waren die Dinge, von denen ich mir Antworten erhoffte.

Wie also funktioniert das Gehirn?
Wir sind noch weit weg davon, das zu verstehen. Ich habe 25 Jahre darüber geforscht. Und mit mir haben 200'000 Neurowissenschaftler auf der Welt dasselbe getan wie ich. Sie graben sich in ein Detail ein, erforschen die Wirkungsweise eines Proteins oder eines Gens. Jedes Jahr erscheinen 100'000 neue Arbeiten über das Gehirn. Doch jede Entdeckung wirft neue Fragen auf, das menschliche Gehirn wird nicht verständlicher, sondern immer komplexer.

Wenn es diese 200'000 Hirnforscher nicht schaffen, wieso soll dies nun gerade Ihnen gelingen?
Wir müssen endlich alles Wissen über das Gehirn integrieren. Dafür benötigen wir neue Softwaretechnologie und leistungsfähige Supercomputer. Wir entwickeln zum Beispiel Software, die die Literatur durchsucht und alles findet, was man zu einem bestimmten Problem erforscht hat. In diesen Daten suchen wir dann nach Mustern und leiten daraus die Regeln ab, nach denen das Gehirn konstruiert ist. Mit diesen Regeln, die wir auf unsere Erkenntnisse anwenden, können wir ein Modell des Gehirns simulieren. Wenn die Regeln stimmen, funktioniert es wie in der Realität, wenn nicht, können wir daraus lernen und einen neuen Versuch starten. Es ist der Königsweg zum umfassenden Verständnis des menschlichen Gehirns.

Sie wollen in zehn Jahren das menschliche Gehirn entschlüsseln, obwohl man noch nicht einmal die Fruchtfliege kapiert hat. Ihr Ziel ist nicht gerade bescheiden.
Tatsache ist, dass wir in eine grosse Krise bei den Krankheiten des Gehirns geraten. Ein Drittel aller Menschen ist irgendwann im Leben einmal davon betroffen. Wir werden immer älter, aber die Krankheiten des degenerierenden Hirns werden immer häufiger. Pharmazeutische Unternehmen haben schon Milliarden investiert, aber jetzt geben sie auf. Sie reduzieren ihre Investitionen in die Hirnforschung. Die Anzahl neuer Medikamente sinkt. Die Folgen dieser Krankheiten kosten uns jährlich 800 Milliarden Euro. Was würden Sie als steuerzahlender Bürger sagen, wenn ihnen die Hirnforscher den Bescheid geben: Ach, das menschliche Gehirn ist so kompliziert, wir müssen in den nächsten zehn Jahren erst einmal das Gehirn einer Fliege gründlich studieren?

Das Gehirn im Computer nachbauen ist ein Szenario, das viele erschreckt.
Die Realität ist viel langweiliger. Es ist wie ein riesiger Diagnoseapparat im Spital, wo die Ärzte zusammensitzen, und darüber beraten, woran eine kranke Person leidet. Es ist ein Forschungsapparat, mit dem wir untersuchen können, welche Regeln des Gehirns gebrochen worden sind und so die Krankheit verursachen. Die Ärzte werden untersuchen können, mit welchen Medikamenten die gebrochenen Regeln wieder hergestellt werden können. Wenn ich das Modell eines Muster-Gehirns habe, kann ich es mit Hilfe von individuellen physiologischen oder genetischen Daten der gewünschten Person anpassen.

Viele Krankheiten – gerade diejenigen des Gehirns – werden doch massgeblich von der Umwelt und sozialen Einflüssen verursacht.
Die Umwelteinflüsse sind nichts Magisches. Die Erfahrungen beeinflussen die Aktivität der Gene, was wiederum die Struktur und Funktion des Gehirns verändert. Das ist zwar ein sehr komplexer Prozess, über den wir heute nur einzelne Details wissen. Aber auch dieser verläuft nach Regeln.

Ihr Projekt ist auf Kritik gestossen. Sie würden zu viel versprechen, taten etwa die Zürcher Hirnforscher um Rodney Douglas öffentlich kund.
Wissen Sie, ich war Rodney Douglas’ Student in Südafrika. Ich verstehe, dass er mit mir nicht einverstanden ist. Er informiert sich über die Medien, anstatt mich direkt zu fragen, was wir tun. Ich habe ihn schon oft eingeladen. Zürich ist ja nicht so weit von Lausanne entfernt. Aber diese Hirnforscher beschäftigen sich lieber mit sehr kleinen Fragen, von denen sie sicher sind, dass sie sie beantworten können. So ernten sie keine Kritik und jeder denkt, sie seien sehr clever. Ich hingegen erschaffe die Supertechnologien des 21. Jahrhunderts, welche die Biologie in eine Computerwissenschaft verwandelt und uns ermöglicht, das Gehirn zu verstehen.

Genau diese Versprechungen werden Ihnen als Grössenwahn ausgelegt.
Es ist völlig normal, dass das kritisiert wird. Für die ältere Generation ist diese Strategie vielleicht zu schwierig zu verstehen.

Auch junge Forscher sind skeptisch, weil das Projekt sehr teuer ist und der Ausgang ungewiss ...
Es sind bei weitem nicht alle Kollegen skeptisch, über 350 der weltweit besten Forscher haben sich mir angeschlossen, um unser Vorhaben bei der EU als Mega-Projekt einzugeben, das mit einer Milliarde Euro unterstützt werden soll. Ich kam in die Schweiz, weil es hier eine langfristige Vision gibt. Das ist kein kurzfristiges Projekt mit schnellen Publikationen. Hier geht es um Lösungen.

Sie arbeiten seit 2005 an Blue Brain. Was haben Sie bisher erreicht?
2008 haben wir mit unserer Technologie einen ersten Meilenstein geschafft: die Simulation eines kleinen Grundbausteins des Gehirns, die neokortikale Säule. Heute simulieren wir diese Säule jede Woche neu und noch genauer.

Was ist eine neokortikale Säule?
Das ist ein Mikroschaltkreis aus der Hirnrinde mit rund 10'000 Nervenzellen. Das gesamte menschliche Gehirn hat wohl 100 Milliarden Nervenzellen. In der Hirnrinde entsteht die Intelligenz von Säugetieren. Die Daten, auf denen unsere erste Simulation basiert, stammen aus 20'000 biologischen Experimenten, die meine Forschergruppe während 15 Jahren durchgeführt hat.

Dazu haben Sie das Gehirn von jungen Ratten benutzt. Lassen sich diese Erkenntnisse auf das menschliche Gehirn übertragen?
Wir können keine direkten Experimente beim Menschen machen, das wäre unethisch. Aber das brauchen wir auch nicht, wenn wir die Regeln kennen. Wir können bei den Säugetieren sogar herausfinden, wie die Gene diese Regeln beeinflussen, und dieses Wissen können wir dann mit dem kombinieren, was wir über die menschlichen Gene wissen.

Ihre Kritiker sagen, dass Sie die Resultate noch nicht veröffentlicht haben und sie deshalb nicht überprüft werden können.
Wir haben seit Beginn des Projekts 36 Publikationen in angesehenen wissenschaftlichen Zeitschriften veröffentlicht. Die meisten Arbeiten beschreiben unsere Supertechnologien und die Infrastruktur, die wir aufgebaut haben. Um die Resultate des ersten Durchbruchs zu veröffentlichen, brauchen wir noch einmal ein Jahr. Es wird nicht nur einen, sondern eine ganze Reihe von Artikeln geben, um alle unseren wunderbaren Erkenntnisse niederzuschreiben.

Wenn Sie das Gehirn einmal haben, fehlen immer noch die Erlebnisse und Erfahrungen, die eine Person doch wesentlich prägen?
Es ist gar nicht unser Ziel, eine Person nachzubauen, wir wollen nur die Regeln verstehen. Ganz frühe Erlebnisse formen unsere Persönlichkeit mit Sicherheit. Ich zum Beispiel erwache jeden Tag am frühen Morgen, weil ich das Gefühl habe, noch so unglaublich viel tun zu müssen. Das hat bestimmt mit dem Einfluss meines Vaters zu tun. Aufstehen, arbeiten, etwas tun – das war seine Devise.

Ein sehr strenger Vater ...
Ja, mein Vater war sehr streng. Es zählten nur Resultate – da gab es keine Ausreden, Tränen waren nicht erlaubt.

War Ihr Vater auch Wissenschaftler?
Nein, überhaupt nicht. Ich bin mitten in der Kalahariwüste geboren, wo meine Vorfahren riesige Ländereien hatten mit vielen Wildtieren und gewaltigen Herden von Rindern und Schafen. Wir waren Farmer und Farmer standen einfach früh auf und arbeiteten hart. Meine Mutter aber wollte nicht, dass ich Farmer werde, und schickte mich weit weg in eine britische Privatschule.

Was lesen Sie in Ihrer Freizeit?
Ich mag die Philosophen des letzten Jahrhunderts. Natürlich hat es immer mit dem Geist oder mit Psychologie zu tun. Ich habe viel über die verschiedenen Religionen gelesen.

Glauben Sie denn an einen Gott?
Ich denke, dass es eine Art höherer Intelligenz geben muss, seien dies nun die Regeln der Evolution oder andere fundamentale Prinzipien des Universums. Wir sind doch wie Ameisen, die das Stampfen eines Riesen zu verstehen suchen. Im 19. Jahrhundert versuchten wir das mit der Philosophie, das 20. Jahrhundert gehörte dem Reduktionismus. Ich behaupte, dass die Wissenschaft des 21. Jahrhunderts das Zeitalter der Synthese aller Erkenntnisse sein wird. Dazu müssen die Forscher aber auch ihre romantische Verbindung zu ihrem spezialisierten Wissen und dem kleinen Tunnel, in dem sie graben, aufgeben. Wir müssen uns auf widersprüchliche Resultate gefasst machen und diese in einem grösseren Bild vereinen. Wenn wir das tun, werden wir die Regeln, die die Welt zusammenhält, ohne Zweifel entdecken. (Tages-Anzeiger)

Erstellt: 04.06.2011, 14:06 Uhr