Konnektom

Ähnlich wie Wissenschaftler eins das menschliche Genom entschlüsselt haben fokussieren sich Forscher heute darauf das menschliche Konnektom (im Englischen: connectome) zu entschlüsseln.

Moment… Konnektom? Was ist das überhaupt?

Das Konnektom ist die Summe der Verbindungen im Nervensystem (vor allem im Gehirn) eines Menschen.

Eine wunderbare Antwort auf die Frage was das Konnektom ist findet sich in diesem Video:

Es ist ein faszinierendes Unterfangen – in unseren Augen deutlich faszinierender noch als die Entschlüsselung des Genoms. Schließlich sind es die Verbindungen welche neuronale Netzwerke herstellen, in denen unsere Erinnerungen abgespeichert sind und vieles mehr.

Doch zugleich ist es auch ein langwieriges Unterfangen: es ist so umfangreich, dass kein Ende in Sicht ist mit den gegenwärtigen Technologien die Forschern zur Verfügung stehen. Und selbst wenn es in ferner Zukunft tatsächlich einmal gelungen ist ein Konnektom zu kartografieren – die große Herausforderung wird dann darin bestehen diese “Karte” aller Verbindungen eines Gehirns auch richtig zu interpretieren.

Bisher wurde erst das Konnektom eines einzigen Lebewesens entschlüsselt, und dabei handelte es sich um einen sehr simpel gestrickten Fadenwurm namens Caenorhabditis elegans. Der hatte gerademal 302 Neuronen die es auf insgesamt 9000 Synapsen brachten. Die Kartographierung seines Nervensystems hat 14 Jahre gedauert. Zum Vergleich: das menschliche Gehirn enthält etwa 100 Milliarden Neuronen und mehrere Hundert Billionen Synapsen.

Mittlerweile kann mit Hilfe von Robotechnik dieser Prozess beschleunigt werden. (Was besonders zeitaufwendig ist, ist nämlich das Schneiden und Fotografieren von Gewebe in nano-dünne Scheibchen). Doch selbst mit modernster Technik ist der Aufwand noch immens.

Noch dazu ist das Datenvolumen enorm. Es wurde berechnet dass allein das Konnektom einer Maus (!) mehr Datenspeicher benötigen würde als derzeit Daten auf allen Servern von Google gespeichert sind.

Dennoch ist das Potential so vielversprechend, dass schon heute geforscht wird und neue Technologien entwickelt werden um diese Entschlüsselung des Konnektoms voranzutreiben.

Erst kürzlich wurden 40 Millionen Dollar für die Entschlüsselung des Konnektoms an Forscher in den USA vergeben, die damit zum Beispiel eine neue Art von Magnetresonanztomographie entwickeln wollen die besser für den Zweck geeignet ist. Allerdings geht es dabei um eine Art “Makro-Konnektom” – Schwerpunkt ihrer Kartographierung ist nicht die Verkabelung zwischen einzelnen Neuronen, sondern zwischen Hirnarealen. Auf der Seite des Human Connectome Projects findest Du wundervolle Bilder der Verbindungen in Deinem Gehirn.

Hier noch ein TED Video in dem Sebastian Seung seine Begeisterung für die Entschlüsselung des Konnektoms teilt:

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