Neuronale Netzwerke und das komplexe Gehirn
Von außen betrachtet erscheint uns ein Gehirn als eine relativ undefinierte, grau-weiße Masse. Unter dem Mikroskop offenbart sich jedoch ein filigraner Dschungel aus Nervenzellen, die alle ihren festen Platz im Gehirn haben. Bei genauerer Betrachtung können wir sogar die Kontaktstellen zwischen den einzelnen Zellen identifizieren, die auch als Synapsen bekannt sind. Hier tauschen Nervenzellen Informationen untereinander aus. Doch auf welchen Wegen fließen Informationen durch das Nervenzell-Labyrinth?
Biologische Intelligenz in geordneten Bahnen
Um die Informationsflut im Gehirn zu bewältigen, sind im Laufe der Evolution neuronale Netzwerke entstanden. Darunter verstehen wir miteinander verbundene Nervenzellen, die zusammen jeweils eine ganz bestimmte Aufgabe erfüllen. Es gibt spezialisierte neuronale Netzwerke für alle erdenklichen Formen der biologischen Intelligenz. Einige von ihnen ermöglichen es Tieren, Nahrung, Artgenossen oder Feinde zu erkennen. Andere passen das Gesangsverhalten von Vögeln an Umgebungslärm oder an die Gesänge anderer Vögel an. Wiederum andere Netzwerke vermitteln die soziale Anziehung zwischen Individuen und bilden so die Grundlage für Gruppendynamiken und Schwarmverhalten.
Mit künstlicher Intelligenz auf Spurensuche
Heute können wir mit hochauflösenden Elektronenmikroskopen sämtliche Vernetzungen im Gehirn bis ins feinste Detail sichtbar machen. Sie alle manuell zu identifizieren und zu kartieren wäre allerdings nicht möglich – dafür sind es schlicht zu viele Zellen und Verknüpfungen. Daher nutzen wir künstliche Intelligenz, um die riesigen Datenmengen auszuwerten. Den Informationsfluss entlang einzelner Nervenbahnen verfolgen wir unter anderem mit biologischen Sensormolekülen, die unter bestimmten Bedingungen aufleuchten oder ihre Farbe ändern. So können wir die komplexen Prozesse der Informationsübertragung im Gehirn besser verstehen. Dieses Wissen kann uns auch dabei helfen, den Ursachen von neurologischen Erkrankungen auf die Spur zu kommen.
Aktuelle Forschung aus diesem Themenbereich:
Abteilungen und Gruppen, die in diesem Bereich forschen:
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