Das Programm „Decoding the Human Brain"

Die Erforschung des menschlichen Gehirns mit seinen ca. 86 Milliarden Nervenzellen, die ein hoch- komplexes Netzwerk bilden, ist eine der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Ein umfassendes Verständnis der Hirnorganisation hat nicht nur große Bedeutung für die Grundlagenwissenschaften und unser Menschenbild, sondern ist Voraussetzung dafür, Krankheitsprozesse zu verstehen, zu diagnostizieren und neue Therapien zu entwickeln. Bereits jetzt zählen neurologische und psychiatrische Erkrankungen zu den Störungen, die die Lebensqualität am meisten beeinflussen.

Das Programm „Decoding the Human Brain“ zielt auf die Entwicklung eines realistischen, dreidimensionalen Modells des menschlichen Gehirns. Dieses soll die funktionelle und strukturelle Hirnorganisation auf den verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen umfassen. Aufgrund der Komplexität des Gehirns, seiner Dynamik und der Veränderungen während der Lebensspanne sowie bei Erkrankungen kann dies nur durch innovative Neurobildgebung, den Einsatz von High Performance Computing und eine wissenschaftliche Verzahnung mit dem Programm „Supercomputing and Big Data“ erreicht werden.

Im Programm “Decoding the Human Brain” werden neurale Mechanismen, die mentalen Prozessen und Verhalten zugrunde liegen, von der genetischen und molekularen über die zelluläre, mesoskopische bis hin zur Netzwerkebene untersucht. Neben empirischer Forschung tragen hierzu auch Modellbildung, Theorie und Simulation bei. Mathematisch-physikalische Modelle des Gehirns stellen ein innovatives Werkzeug für grundlagenwissenschaftliche, präklinische und klinische Untersuchungen des Gehirns dar. Die räumliche und zeitliche Organisation von Hirnprozessen wird auf der Grundlage der Gesamtheit der Verbindungen und Netzwerke, des Konnektoms, in einem integrierten und systemischen Ansatz untersucht. Flankiert wird dieser Ansatz durch neuroethische Ansätze und die wichtige Frage nach der Repräsentation kognitiver Prozesse.

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