"Wir wissen noch nicht, was wir dabei lernen"

Miyoung Chun hat die Vorbereitung des amerikanischen BRAIN-Projekts koordiniert. Mit Technology Review sprach sie über die Herausforderungen, den Unterschied zum Humangenom-Projekt und die Frage, die sie bei BRAIN persönlich am meisten bewegt.

Im Februar verkündete US-Präsident Barack Obama den Start eines gewaltigen Forschungsvorhabens: des Projekts „Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies“, kurz BRAIN. Über zehn Jahre wollen Wissenschaftler versuchen, die Arbeitsweise des menschlichen Denkens besser zu verstehen, die Hirnaktivitäten zu kartieren. Mehrere Milliarden Dollar werden dafür an ein Konsortium aus Universitäten, Behörden und Stiftungen fließen. Die Molekulargenetikerin Miyoung Chun, die bei der Kavli Foundation die Wissenschaftsprogramme verantwortet, koordiniert die Abstimmung zwischen den beteiligten Institutionen. Technology Review sprach mit Chun über die Herausforderungen, den Unterschied zum Humangenom-Projekt und die Frage, die sie bei BRAIN persönlich am meisten bewegt.

Technology Review: Was genau wollen Sie mit dem Projekt ermitteln?

Miyoung Chun: Seit vor 100 Jahren Santiago Ramón y Cajal das Neuron als funktionale Grundeinheit des Nervensystems entdeckte, haben wir große Fortschritt gemacht. Wir wissen heute, wie wir die Aktivität von einigen wenigen bis mehreren hundert Neuronen direkt messen können. Mittels Magnet-Resonanz-Tomographie können wir sogar die Aktivität von größeren Neuronen-Verbänden, von rund 30.000 bis hin zu einer Million, erfassen. Viele kritische Hirnfunktionen kommen jedoch durch das Zusammenspiel von vielen Millionen Neuronen zustande. BRAIN soll hier revolutionäre Verfahren entwickeln, um zu einer allgemeinen Theorie des Gehirns zu kommen.

TR: Warum?

Chun: Wir wollen verstehen, wie Menschen denken, sich erinnern, lernen, sich bewegen. Oder wie Emotionen funktionieren. Diese Fähigkeiten machen uns als Mensch aus. Bisher verstehen wir sie kaum.

TR: Wie werden Nanowissenschaft und Nanotechnik zu dieser Karte der Hirnaktivitäten beitragen?

Chun: Das Gehirn arbeitet auf der Nanoskala. Die Werkzeuge, mit den wir es studieren wollen, müssen also auch auf der Nanoskala operieren. Wir müssen erreichen, dass wir viel mehr als bislang messen können. Vor zehn, fünfzehn Jahren war das noch nicht machbar, heute geht es.

TR: Welche Vorteile würden sich daraus ergeben?

Chun: Was würde es helfen, mehr messen zu können, wenn man nicht weiß, was das Ergebnis bedeutet? BRAIN soll nicht nur neue Verfahren entwickeln. Wir wollen die Hirnaktivität entschlüsseln. Ein interdisziplinäres Netz aus Wissenschaftlern und Ingenieuren wird an neuen Prothesen arbeiten, an Behandlungen für verheerende Hirnkrankheiten, an besseren Bildungskonzepten sowie an klugen Technologien, mit denen sich die außergewöhnlichen Fähigkeiten des Gehirns nachbilden lassen.

TR: Ist das Humangenom-Projekt ein gutes oder ein schlechtes Vorbild für das Vorhaben?

Chun: Es gibt Ähnlichkeiten: das Ausmaß der Studien, seine langfristige Vision und die erheblichen Fördermittel, die nötig sind. Anders sieht es mit dem Endpunkt aus. Beim Humangenom-Projekt war klar, was am Ende steht – wenn man drei Milliarden Basenpaare sequenziert hat, ist man fertig, oder? Für eine Karte der Hirnaktivitäten ist es wenig sinnvoll, sich als Ziel die Vermessung von 100 Milliarden Neuronen zu setzen. Zum einen, weil wir diese Ziel vielleicht nie erreichen werden. Zum anderen – und das ist wichtig -, weil wir nicht wissen, ob nicht auch eine kleinere Anzahl die Erkenntnisse bringt, die wir suchen.

TR: Meinen Sie damit, dass wir einige Fragen noch nicht vorhersehen können, dass sie sich erst während des Projekts stellen?

Chun: Genau. Wir wissen noch nicht, was wir dabei lernen, wenn wir eine Million Neuronen vermessen und entschlüsseln. Wir wissen aber, was wir bereits erreicht haben. John Donohue von der Brown University zum Beispiel hat eine Patientin, die vor 15 Jahren einen Schlaganfall erlitt und gelähmt ist. Indem er bei ihr 100 Hirnzellen anregte, konnte er sie dazu bringen, einen Roboterarm zu bewegen und ihren morgendlichen Kaffee selbst zu trinken. Mit nur einhundert Neuronen. Stellen Sie sich das mal vor: Könnte John 100.000 Hirnzellen anregen, wäre sie vielleicht in der Lage, herumzulaufen.

TR: Ich würde Ihnen gerne eine persönliche Frage stellen. Welche Frage würden Sie vom BRAIN-Projekt vor allen anderen beantwortet bekommen?

Chun: Ehrlich gesagt versuche ich, das Projekt nicht zu einem persönlichen zu machen.

TR: Genau deshalb halte ich es für eine interessante Frage.

Chun: Am interessantesten finde ich die Frage, wie sich unsere Gedanken formen. Denken scheint etwas zutiefst Menschliches zu sein. Wir gehen zwar davon aus, dass auch andere Arten Gedanken haben, aber unsere Gedanken scheinen umfassender zu sein. Gedanken, die uns beide letztlich dazu gebracht haben, dies hier und jetzt zu diskutieren. Unsere Gedanken sind direkt mit unseren Erinnerungen verbunden, mit der Art und Weise, wie wir lernen und wir wir so viele Dinge tun können. Was ist die Grundlage dessen? Es ist gerade das logische Denken, was ich am rätselhaftesten finde. Ich glaube aber, dass jeder seinen eigenen Ansichten hat, warum BRAIN ein wichtiges Projekt ist. (nbo)