Mikrometer um Mikrometer: Dem Gehirn auf der Spur

Der Startschuss ist gefallen: Das deutsch-kanadische Helmholtz International BigBrain Analytics and Learning Laboratory (HIBALL) nimmt seine Arbeit auf. Das Ziel: ein dreidimensionaler Hirnatlas auf zellulärer Auflösungsstufe. Der Weg: die enge Verzahnung von Künstlicher Intelligenz, Supercomputing und Neurowissenschaften.  Mit dabei: über 40 Wissenschaftler.

Als die Jülicher Neurowissenschaftlerin Katrin Amunts (JARA-BRAIN) im Jahr 2003 mit ihrem kanadischen Kollegen Alan Evans begann, 7.404 histologische Schnitte eines menschliches Hirns zu scannen, war völlig unklar, ob man dieses Gehirn jemals dreidimensional am Rechner rekonstruieren kann. Zu jenem Zeitpunkt gab es noch keine technischen Möglichkeiten, die Datenflut zu bewältigen. Doch die Forscher ließen sich nicht entmutigen und machten sich auf den Weg – das BigBrain entstand. Heute setzen Wissenschaftler das 20-Mikrometer-Modell als Referenzgehirn ein – die technischen Voraussetzungen sind längst geschaffen.

Die Forschungskooperation HIBALL geht nun einen Schritt weiter und will ein Hirnmodell mit einer Genauigkeit von einem Mikrometer, also einem Tausendstel Millimeter, entwickeln. Mehrere Petabyte an neurowissenschaftlichen Daten müssen verarbeitet werden – wie genau, ist noch nicht geklärt. Aber Katrin Amunts und ihre Kollegen setzen auch hier wieder auf den technischen Fortschritt. In HIBALL übernehmen deshalb auch erstmals disruptive Verfahren aus der Künstlichen Intelligenz (KI)I eine bedeutende Rolle ein.

In einem Interview berichtet Prof. Amunts über die Herausforderungen des Projekts. Interview auf der Website des Forschungszentrums Jülich.