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Nervenzelle auf einem Chip mit Sensoren.

Forscher will künstliches Hirn züchten

Bewusstsein - sei es nun in biologischen oder elektronischen Gehirnen - ist für den britischen Cyborg-Forscher Kevin Warwick nur eine Frage der Komplexität. Er plant die Züchtung dreidimensionaler Gehirne in einem Nährmedium.

Kybernetik 13.11.2009

Rattenneuronen an Elektroden

Kevin Warwick ist Professor für Kybernetik an der University of Reading. Er hat seine jüngsten Forschungsergebnisse beim Symposium "Android & Eve - Bridging Biology, Medicine and Technology" am Vienna Biocenter vorgestellt.

Ausgangspunkt von Warwicks Experimenten sind derzeit etwa 100.000 Ratten-Gehirnzellen, die auf einem Nährboden wachsen. Die ganze Kultur ist mit 128 Elektroden bestückt, welche Nervenimpulse der Zellen weiterleiten und auch umgekehrt Impulse an die Zellen übermitteln können. So sollen die Zellen mit der Umwelt kommunizieren.

In den Versuchen steuern die Kulturen ein kleines Roboterwägelchen, das vor- und zurückfahren sowie sich um die eigene Achse drehen kann. Als Sensoren stehen ausschließlich Abstandsmesser zur Verfügung, welche eine Annäherung an die Bande registrieren. Anfangs wirken die von den Zellen gesteuerten Bewegungen völlig zufällig, mit der Zeit lernen sie dann - ohne irgendwie programmiert zu sein - Kollisionen mit der Bande zu vermeiden.

Spontane Arbeitsteilung

Warwick nennt solche Nervenzellenkulturen bewusst "Gehirne". Neben der Entstehung von immer mehr Verbindungen zwischen den Zellen, beginnt sich in der Kultur nach einiger Zeit des Trainings nämlich so etwas wie Arbeitsteilung zu etablieren, erklärte Warwick am Rande des Symposiums. Zellen, die direkt an und um die Elektroden sitzen, übernehmen hauptsächlich sensorische bzw. motorische Aufgaben. Das heißt, sie sind für das Senden und Empfangen von Signalen vom und an den Roboter zuständig.

Weiter von den Elektroden entfernte Zellen übernehmen indes hauptsächlich Leitungsaufgaben, sie sind für den Transport der Informationen an andere Zellen verantwortlich. Daneben gibt es aber auch immer wieder Zellen oder auch Gruppen von Zellen, die sich gleichermaßen zurücklehnen und das ganze Vorgehen zu überwachen scheinen, berichtete Warwick.

"Kein Monster in Planung"

Warwick geht es nach eigenen Angaben nicht darum, Mensch-Maschine-Monster zu kreieren, vielmehr möchte er grundlegende Vorgänge des Gehirns und der Gehirnentwicklung verstehen. "Bis heute ist nicht geklärt, ob bei Alzheimer-Patienten wirklich die Erinnerungen im Gehirn verloren gehen", so Warwick. Es sei durchaus möglich, dass entweder nur die Weiterleitung von Informationen oder die gehirninterne Koordination versagt.

"Bewusstsein nichts Magisches".

Wie denkt ein Hirn im Tank?
Schon René Descartes stellte sich in seinen "Meditationen" die Frage, welchen Eindrücken man vertrauen könne, wenn alles, was man für wirklich hält, tatsächlich Produkt einer gigantischen Halluzination ist.
Der US-Philosoph Hilary Putnam hat diesen Gedanken in ein modernes Setting übertragen, das auch in der Popkultur einen fixen Platz einnimmt: das Motiv der Gehirne im Tank.

Als nächstes plant Warwick die Entwicklung von dreidimensionalen künstlichen Gehirnen aus Nervenzellen. Damit könnte die Komplexität von derzeit 100.000 Neuronen in der Fläche auf rund 30 Millionen Zellen in drei Dimensionen gesteigert werden.

Er ist zuversichtlich, dass die Gehirne dann auch immer intelligenter werden, denn Intelligenz ist für den ihn nur eine Frage der Komplexität und absolut "nichts Magisches". Ähnlich sieht er die Entstehung von Bewusstsein.

Versuch der Hirndressur

Anstatt Rattenzellen möchte Warwick demnächst auch menschliche Gehirnzellen einsetzen. Dass diese den Nager-Neuronen in Sachen Intelligenz überlegen sind, glaubt der Neurotechnologe nicht. Er vermutet, dass sie sogar langsamer reagieren könnten.

Im Planungsstadium ist auch ein Versuch, bei dem Warwick Gehirne mit einer Art von Belohnungssystem verknüpfen will. Die Grundidee: Immer wenn der Roboter etwas Gewünschtes erledigt, könnte etwa kurz die Nährstoffkonzentration in der Nährlösung erhöht und so das Wachstum von bestimmten Verbindungen zwischen den Zellen gefördert werden. Ob der Rattenhirn-Roboter dann auch auf bestimmte Kunststücke getrimmt werden kann, wird die Zukunft zeigen.

science.ORF.at/APA