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Brain Flight – Mit dem Computer durchs Gehirn

29.07.2014, von , in Karte anzeigen

Yvonne Maier spielt für die Wissenschaft

Yvonne Maier spielt für die Wissenschaft

Hirnforscher haben es nicht leicht, denn das Gehirn ist vollgepackt mit Nervenzellen. Deren Fasern laufen kreuz und quer durchs Hirn. Nicht einmal ein Computer kann ihnen auf ihrem Weg von Nervenzelle eins zu Nervenzelle zwei folgen – das kann erstaunlicherweise nur der Mensch. Forscher des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried bei München haben darum ein Computerspiel entwickelt, bei dem jeder, der Lust drauf hat, einen kleinen Teil zur Hirnforschung beitragen kann. Yvonne Maier hat das Spiel „Brain Flight“ ausprobiert. Dabei fliegen Spieler online durch das 3D-Modell eines Mäusegehirns und helfen dadurch, die komplexen Strukturen der Nervenzellen zu entschlüsseln.

Mit "Brainflight" kann jeder Teilnehmer einen Teil zur Hirnforschung beitragen. (Foto: Yvonne Maier)

Mit „Brainflight“ kann jeder Teilnehmer einen Teil zur Hirnforschung beitragen.

In unserem Gehirn gibt es Millionen Nervenzellen, die über lange Fasern miteinander verbunden sind. Sie laufen kreuz und quer durchs Hirn. Forscher des Max-Planck-Instituts für Neurobiologie in Martinsried bei München wollen wissen: Wo haben die einzelnen Fasern ihren Ursprung, wo gehen sie hin und mit welchen anderen Zellen verbinden sie sich? Dazu schauen sie sich momentan ein Mäusegehirn genauer an. Das soll dabei helfen, auch menschliche Gehirne irgendwann einmal besser zu verstehen.

Das komplizierte Netzwerk von Nervenzellen (Fototo: colourbox)

Das komplizierte Netzwerk von Nervenzellen

Das Problem dabei: Die Fasern sind im Gehirn dicht gepackt und auf ihrem Weg kann man ihnen nicht so einfach folgen. Moritz Helmstaedter hat darum einen Teil der Großhirnrinde einer Maus in mikroskopisch kleine Scheibchen geschnitten und abfotografiert. So kann er immer das oberste Blatt abheben und dem Weg einer einzelnen Nervenzelle von oben nach unten folgen. Am liebsten wäre ihm, wenn das ein Computer machen könnte, denn das dauert ziemlich lang. Außerdem erscheinen die Nervenzellen auf den Fotos weiß-gräulich, mit zum Teil etwas schemenhaften Rändern. Computerprogramme sind nicht genau genug, um in dem Zellwirrwar an der richtigen Faser dran zu bleiben.

Moritz Helmstaedter hat brainflight entwickelt (Foto: Yvonne Maier)

Moritz Helmstaedter hat brainflight entwickelt

Menschen dagegen können das sehr gut. Der Neurobiologe hat sich kurzerhand Computerspiele-Entwickler ins Labor geholt und die haben ihm ein Wissenschafts-Spiel programmiert, mit dem so ziemlich jeder seinen kleinen Teil zur Hirnforschung beitragen kann. Das Spiel „Brain Flight“ funktioniert so: In einer Art Cockpit „fliegt“ der Spieler entlang eines Nervenfaserbündels, sammelt Goldstücke auf und bekommt so Punkte, aber vor allem muss er hin und wieder durch eine Art Portal. Das ist das, worum es Moritz Helmstaedter eigentlich geht. Denn hier taucht ein Schnittbild eines dieser Mäuse-Nervenfaserbündel auf. Eine Faser ist farbig markiert und dann taucht man in das Bündel ein.

Mehrere Schnittbilder sind übereinandergelegt und wie bei einem Daumenkino entsteht so ein kleiner Film. Moritz Helmstaedter interessiert dabei, wie bewegt sich die vorher markierte Zelle nach unten weiter? Wo kommt sie raus? Ziel des virtuellen Flugs ist es, den Weg zu einer bestimmten Zelle zufinden und damit die komplexen Strukturen der Mäuse-Nervenzellen zu entschlüsseln. Wer am Ende, nach ein paar Nanometern Strecke, die richtige Zelle wiederfindet, der bekommt extra Punkte. Mitmachen kann so ziemlich jeder,  einfach anmelden unter: www. brainflight.org.

Bisher haben schon rund 200 Studenten von Moritz Helmstaedter mitgemacht, doch bis der Neuroforscher genug Daten hat, braucht er noch viele Hunderttausend Spielstunden im simulierten Flug durch das Gehirn.  Durch die Flugmanöver verschiedener Spieler in „Brainflight“ lernt der Computer,  ob er die Gehirn-Verschaltungen vorher richtig berechnet hat.

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Kommentare zu „Brain Flight – Mit dem Computer durchs Gehirn“

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  1. Dr. Berg Dagmar
    schreibt am 14. Dezember 2016 07:49 :

    Hallo Herr Helmstaeter,
    Sie haben meinen vollen Respekt vor der immensen Aufgabe auf diese Art und Weise das Gehirn zu erforschen. Doch ich frage mich, was bringt es Ihnen, wenn Sie den Weg der Neuronen kennen? SIe haben dann die anatomische Struktur, doch Sie können noch lange nicht die Funktionsweise des Gehirns aus der Struktur des Gehirns erkennen! Sie wissen dann immer noch nicht wie ein Gedanke oder ein Gefühl in uns entsteht. Sie wissen dan nur ein Gedanke wirdl eine Erregung in diesem Neuron und in diesen Bahnen erzeugen. Mehr nicht!
    Ich hoffe, ich habe Ihr Vorhaben richtig verstanden.
    Meiner Meinung nach muss man von der Vorstellung der Quantenphysik an die Untersuchung des Bewusstseins gehen. Bewusstsein ist in jeder Zelle, nicht nur in den Neuronen. Neurone sind nur das Vehikel, das Gedanken transportiert, die das Bewusstsein kreiert hat.
    Mit freundlichen Grüssen
    Dr. Berg

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