»The Virtual Brain«

Digitale Infrastruktur für die Datenauswertung

17. Juli 2018, 8:00 Uhr | BIH/Charité
Große Vision: In Zukunft sollen Behandlungen am digitalen Zwilling getestet werden.
Große Vision: In Zukunft sollen Behandlungen am digitalen Zwilling getestet werden.
© Pixabay

Mit »The Virtual Brain« sind die Charité und das BIH* erfolgreich im Großforschungsprojekt des EU-Flaggschiffs »Human Brain Project« angekommen. Schwerpunkte werden eine optimierte Theorie der eingesetzten Computermodelle, eine effiziente Simulationstechnik sowie Informatiklösungen sein.

Das Human Brain Project hat sich zum Ziel gesetzt, neurowissenschaftliche Daten zu sammeln und zu verbreiten, das Gehirn zu simulieren sowie das sogenannte „Brain Inspired Computing“ zu entwickeln. Beispielsweise sollen neue Arten von Supercomputern gebaut werden, die auf Architekturen beruhen, die dem Gehirn ähnlich sind. Am Projekt sind etwa 750 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus mehr als 100 Institutionen und mehr als 20 Ländern beteiligt.

The Virtual Brain ist eine Open-Source-Simulationsplattform. Mit ihr ist es möglich, experimentelle Daten des Gehirns aus verschiedensten Quellen zu verknüpfen und die Mechanismen dahinter zu verstehen. Indem die Daten von einer Person in das Modell aufgenommen werden, können personalisierte Gehirnmodelle erstellt werden. »Gemessen an der Komplexität eines Organismus haben wir in der Biologie noch immer sehr wenige Daten zur Verfügung«, sagt Prof. Dr. med. Petra Ritter von der Chrité. Big Data sei wichtig, aber mindestens ebenso wichtig seien die Theorien dahinter. »Eine exzellente digitale Infrastruktur ist Grundvoraussetzung für effizientes Data Sharing und für die Entwicklung detaillierter Computermodelle von Erkrankungen« Die Neurowissenschaft generiere eine Vielzahl einzigartiger Daten über die Funktion des Nervensystems. Eine Herausforderung besteht darin, »unterschiedliche Datenquellen zu integrieren, um ihre komplexen Abhängigkeiten in der Gehirnfunktion zu erkennen«.

Der neuroinformatische Ansatz beim Human Brain Project mit computergestützter Modellierung und Simulation bietet eine prinzipielle Möglichkeit, solche Daten zusammenzuführen und solche Zusammenhänge zu verstehen. Mit The Virtual Brain soll sichergestellt werden, dass eine validierte, gut dokumentierte Software genutzt wird und nicht jedes Labor seine eigene Entwicklung anstrebt.

Ritter hat ein klares Ziel vor Augen: »Die große Vision ist, in Zukunft Behandlungen am digitalen Doppelgänger eines Patienten zu testen. Es geht nun darum, diese Idee auch in die Tat umzusetzen und die zentralen digitalen Plattformen weiter zu entwickeln und zu vernetzen«. (me)

*Berliner Institut für Gesundheitsforschung/Berlin Institute of Health


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