Mit Blue Brain kann die Schweiz an die Spitze der - ETH-Rat

© Blue Brain
Mit Blue Brain kann die Schweiz an die Spitze der
Hirnforschung gelangen
Das Forschungsprojekt Blue
Brain an der ETH Lausanne
(EPFL) hat zum Ziel, das
menschliche Hirn Neuron für
Neuron
nachzubauen.
Mit
diesem Ansatz wollen die
Forschenden neue Therapien
für Krankheiten des Nervensystems sowie neue Computertechnologien entwickeln. Um
die notwendige Forschungsinfrastruktur zu f inanzieren, kandidiert Blue Brain derzeit für ein
neues EU-Förderungsprogramm
für grosse Forschungsprojekte,
das so genannte FET Flagship.
Blue Brain hat Chancen 2013
mit insgesamt einer Milliarde
Euro ausgestattet vom Stapel
zu laufen.
Blue Brain ist eines der derzeit grössten und vielleicht visionärsten und
innovativsten wissenschaftlichen Projekte in Europa. Es hat zum Ziel, das
menschliche Hirn künstlich nachzubauen, Neuron für Neuron. Bis jetzt ist
es gelungen, die 10‘000 Neuronen einer neokortikalen Säule der Hirnrinde
einer Ratte und ihre 100 Millionen Synapsen zu simulieren. Damit konnte
die Phase I des Projekts dank Mittel der ETH Lausanne (EPFL) abgeschlossen werden. Neben der Entwicklung neuer Ansätze und Instrumente ist nun
gemäss Prof. Henry Markram, dem Leiter des Brain Mind Instituts der EPFL
und Direktor des Projekts Blue Brain, die Machbarkeit der Simulation des
menschlichen Hirns erwiesen.
Neuron für Neuron das menschliche Hirn nachbauen und simulieren
Blue Brain ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt, das Forschende aus
Biologie, Physik, Mathematik und Informatik zusammenbringt. In einem
Hochleistungsrechner werden die empirisch untersuchten Neuronen
aus der Hirnrinde in ihren vielfältigen Formen nachgebaut und in einem
Modell des Hirns zusammengesetzt.
Mit diesem Ansatz unterscheidet sich Blue Brain grundlegend von
der klassischen Forschung im Bereich der künstlichen Intelligenz, die
nach passenden Algorithmen für die Hirnaktivität sucht. Die Herangehensweise von Blue Brain ermöglicht es, neue Erkenntnisse über die
Informationsverarbeitung im Hirn zu gewinnen.
Neue Methoden in der medizinischen Forschung
Obwohl Blue Brain eindeutig als Grundlagenforschung zu verstehen ist, hat
die Projektleitung schon heute sehr klare Vorstellungen von den möglichen
Anwendungsgebieten. Das künstliche Hirn soll in erster Linie ein Instrument
für Neurologen sein und in der medizinischen Forschung eingesetzt werden.
Es kann Erkenntnisse über die Entwicklung des Hirns und über das Altern
liefern. Krankheiten können dann auf dem Computer simuliert und neue
Therapien entwickelt werden. Die Simulation öffnet die Tür für eine personalisierte Medizin.
Blue Brain entwickelt aber ganz grundsätzlich neue Methoden im Bereich der
Simulation und Visualisierung, die nicht nur in der Hirnforschung angewandt
werden können. Auch seine neuartige Forschungsinfrastruktur kann
durchaus in anderen Themenbereichen Anwendung f inden, insbesondere in
der Entwicklung neuer Software und bioinspirierter Computer.
Blue Brain Factsheet
EPFL
September 2010
Seite 1
Weitere Informationen:
Blue Brain Project
http://bluebrain.epfl.ch
Brain Mind Institute
http://bmi.epfl.ch
FET Flagship Initiative
http://cordis.europa.eu/fp7/ict/
programme/fet/flagship/home_en.html
Zwei Erfolgsfaktoren: Rechnerkapazität und internationale Kooperation
Seit 2005 arbeiten die Forschenden mit einem Blue-Gene-Rechner von IBM.
Dessen Rechnungsleistung genügt für die Simulation der 10‘000 Neuronen
einer neokortikalen Säule der Hirnrinde einer Ratte. Für den Nachbau des
menschlichen Hirns, welches mehr als eine Million dieser Grundbausteine
zählt, ist sie jedoch ungenügend. Um das ehrgeizige Ziel von Blue Brain zu
erreichen, nennt Henry Markram daher zwei notwendige Voraussetzungen:
erstens den Aufbau einer bedeutend grösseren Forschungsinfrastruktur
im Bereich des Hochleistungsrechnens und zweitens eine stärkere Zusammenarbeit innerhalb Europas und weltweit, um zu den neurobiologischen
Grundlagen vorzudringen, die eine Simulation ermöglichen werden.
F inanzierung ungewiss
Die EPFL hat seit 2005 die notwendigen Rahmenbedingungen durch Eigenmittel,
die Unterstützung des Bundes (Fördermittel für Grossprojekte) und der Kantone
Genf und Waadt sowie durch eine öffentlich-private Partnerschaft (PPP) mit IBM
schaffen können.
Für die Fortsetzung des Projekts muss der Rahmen aber viel breiter gesteckt
werden. Das Blue Brain-Konsortium wächst kontinuierlich durch neue Verträge
mit Forschungsinstitutionen in Europa (Spanien, Frankreich, Deutschland,
Grossbritannien, Italien, Schweden und Ungarn) und ausserhalb Europas (Israel
und USA).
Gleichzeitig bemüht sich Blue Brain darum, eines der neuen EU-Grossprojekte,
der so genannten FET Flaships (siehe Kasten), zu werden, die mit einer Milliarde
Euro ausgestattet werden sollen. Blue Brain gilt als aussichtsreicher Kandidat in
Brüssel.
Die aktuell unsichere Finanzierung von Forschung und Bildung in der
Schweiz ist eine schwere Belastung für Blue Brain. Die geplanten Bundesbudgets für die Jahre 2011 und 2012 stellen einerseits ungenügende Mittel für
grosse Forschungsprojekte zur Verfügung, anderseits lassen sie den beiden
eidgenössischen Hochschulen keinen Handlungsspielraum. Das absolute
Wachstum der Mittel reicht nicht einmal für den Teuerungsausgleich bei den
Salären und um die steigenden Studierendenzahlen aufzufangen, geschweige
denn um ambitionierte Grossprojekte wie Blue Brain zu finanzieren.
Was ist die FET Flagship-Initiative?
Der Vorschlag für die Schaffung europaweiter Grossprojekte kommt aus der Europäischen Kommission,
konkret aus dem Programm für Future and Emerging Technologies (FET), das im 7. EU-Forschungsrahmenprogramm Grundlagenforschung im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologien
(IKT) fördert. Im Jahr 2013 sollen zwei oder drei so genannte FET Flagship Initiatives starten, jeweils ausgestattet mit einem Gesamtbudget von einer Milliarde Euro und einer Laufzeit von zehn Jahren.
Die FET Flagships sollen der Fragmentierung der Forschungsförderung in Europa entgegenwirken. Die
Initiative zielt auf ehrgeizige und risikoreiche, dabei aber zielorientierte Forschungsvorhaben, die den
Rahmen der bestehenden Fördergefässe sprengen. Aus diesen neuen Erkenntnissen erwartet man einen
starken Impuls für die Innovationskraft Europas.
Offen ist allerdings noch die F inanzierung der geplanten FET Flagships. Die Fördergelder sollen gemeinsam
von der EU über das 7. EU-Forschungsrahmenprogramm, von den Förderagenturen der Mitgliedstaaten sowie
durch Industriepartner aufgebracht werden.
Im April 2009 hat die Kommission dem Rat und dem Parlament die Schaffung von zwei oder drei FET
Flagships vorgeschlagen. Der Europäische Rat für Wettbewerbsfähigkeit hat im Dezember 2009 positiv
dazu Stellung genommen. Derzeit ist eine Studie zum legalen und operativen Rahmen der Projekte in
Gang. Die Abgabefrist für die Förderanträge ist am 2. Dezember 2010. Sechs Projekte sollen im Mai 2011
eingeladen werden, bis Ende 2011 eine ausführlichere Projekteingabe zu machen. Davon werden die
zwei bis drei Projekte ausgewählt, die ab dem 1. Januar 2013 für zehn Jahre f inanziert werden sollen.
Blue Brain Factsheet
EPFL
September 2010
Seite 2