Ratten-Gehirn fliegt Kampfjet

Experiment soll helfen, Funktion und Interaktion von Hirnzellen zu erforschen

Um einen besseren Einblick in die Funktion von Hirnzellen zu erlangen, entnahm Thomas DeMarse, Professor an der Universität Florida, rund 25.000 lebende Neuronen bzw. Nervenzellen aus einem Ratten-Gehirn und kultivierte diese in einer Glasschale. Dennoch konnte das "Ratten-Hirn" ein simuliertes Flugzeug steuern.

Das extrahierte Gehirn soll Wissenschaftlern erlauben, die Funktion von Hirnzellen in Echtzeit zu beobachten. Gelingt es, das Zusammenspiel zwischen den Hirnzellen besser zu verstehen, können sich in Zukunft möglicherweise Nervenkrankheiten wie beispielsweise Epilepsie besser behandeln lassen. Zudem können Hirnzellen vielleicht eines Tages als eine Art Mini-Computer eingesetzt werden, um unbemannte Flugzeuge zu steuern oder um Aufgaben zu erfüllen, die für Menschen sehr gefährlich sind.

"Es geht uns darum, zu untersuchen, wie das Gehirn funktioniert", erklärt Thomas DeMarse. Das Gehirn bietet nicht nur eine enorme Speicherkapazität, es erlaubt es auch, Tätigkeiten nebenbei auszuführen, zu denen ein Computer nicht in der Lage ist. Zwar sind Computer befähigt, bestimmte Berechnungen sehr schnell durchzuführen, an die Flexibilität des menschlichen Gehirns reichen sie aber nicht heran.

Das experimentelle "Gehirn" von DeMarse steuert einen F-22-Kampfjet in einer Simulation, wobei 60 Elektroden zum Einsatz kamen. Auf diese wurden die Hirnzellen aufgetragen, die, so DeMarse, sich schnell wieder miteinander verbanden und so ein lebendes neuronales Netz bildeten. Gehirn und Simulator entwickelten dann eine Zwei-Wege-Verbindung, ähnlich wie Nervenzellen ihre Signale gegenseitig interpretieren, um den menschlichen Körper zu steuern. Durch Beobachtung der Nervenzellen wollen die Forscher nun die Funktion des neuronalen Netzes dekodieren.

Erstmals an den Simulator angeschlossen war das Gehirn zwar nicht in der Lage, das Flugzeug zu kontrollieren, denn das Flugzeug driftete in zufällige Richtungen. Das neuronale Netzwerk reorganisierte sich aber langsam, wodurch es zunehmend in der Lage war, das Flugzeug zu steuern. Dabei konnte es auch auf unterschiedliche Wetterbedingungen reagieren.