Kritik am HBP-Project

14.03.2015 12:04

Human Brain Project vor radikaler Neuorganisation

Das Human Brain Project (HBP), eines von zwei milliardenschweren EU-Forschungsflaggschiffen, steht vor massiven Umbrüchen. Nachdem im Sommer 2014 ein offener Protestbrief von zunächst 150 teils sehr renommierten Neurowissenschaftlern an die EU-Kommission einen in der Wissenschaft beispiellosen Eklat auslöste, deuten sich in allen kritisierten Bereichen radikale Veränderungen an.

So soll die bisherige Führung des Projekts, eine Troika um den umstrittenen Projektkoordinator Henry Markram, durch die Riege der 22 Direktoriumsmitglieder des HBP ersetzt werden. Zudem verliert die Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne (EPFL), an der Markram forscht, ihre zentrale Funktion als Ansprechpartner und verantwortliche Institution gegenüber der EU. An ihre Stelle soll ein neu zu bildender Rechtsträger aus fünf über Europa verteilten Institutionen treten. Außerdem soll den kognitiven Neurowissenschaften eine zentrale Rolle als verbindende Klammer der Subprojekte des HBP zukommen, wofür mindestens zehn Prozent des Forschungsetats bereitgestellt werden. Fernziel ist ab sofort die Schaffung einer europäischen Forschungsstruktur in den Neurowissenschaften nach dem Vorbild anderer Großprojekte wie dem CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung in Genf. 
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10.03.2015 22:22

Ist ein neuer Turing-Test nötig?

Geht es nach den Vorstellungen vieler Computeringenieure, wird die Entwicklung im Bereich der Künstlichen Intelligenz schon bald Maschinen hervorbringen, die es in puncto Denkvermögen und Lernfähigkeit mit dem Menschen aufnehmen können. Um die künstliche mit der natürlichen Intelligenz vergleichen zu können, setzt sich der US-Professor Mark Riedl vom Georgia Institute of Technology nun für die Implementierung eines neuen Testsystems namens "Lovelace 2.0" ein. Das Verfahren, das letztlich den altbekannten Turing-Test ablösen soll, fordert Computer dazu auf, kreativ zu werden, ein Gedicht oder eine Geschichte zu schreiben, oder ein Bild zu malen.

"Was wir brauchen, ist ein Testverfahren, das eine breite Basis an potenziell wichtigen Fähigkeiten und Arten von Intelligenz aufzeigt", erklärt Riedl. "Als Diagnose-Tool für Intelligenz hat dieser Test eine klare Schwachstelle: Er ist sehr anfällig für Schwindeleien", betont der Experte. So hätten sich etwa in der Vergangenheit bereits einige menschliche Jury-Mitglieder - wenn auch nur für kurze Zeit - täuschen lassen.

Das von Riedl vorgeschlagene System verfolgt dabei einen völlig anderen Ansatz als das schon 1950 von Alan Turing entwickelte Konzept. Bei Letzterem führt ein menschlicher Fragesteller über eine Tastatur und einen Bildschirm ohne Sicht- und Hörkontakt mit zwei ihm unbekannten Gesprächspartnern eine Unterhaltung - einer davon ist ein Mensch, der andere eine Maschine. Beide versuchen, den Fragesteller davon zu überzeugen, dass sie denkende Menschen sind. Der Test gilt als bestanden, wenn nach der intensiven Befragung nicht klar ist, wer dabei Mensch und wer Maschine war.

Das "Lovelace 2.0"-Verfahren prüft die Künstliche Intelligenz hingegen, indem es sie auffordert, kreativ tätig zu werden. Unter solche kreativen Produkte können etwa Gemälde, Gedichte, Geschichten oder architektonische Entwürfe und künstlerische Designs fallen, wie Riedl erläutert. "Kreativität ist in Bezug auf menschliche Intelligenz nicht einzigartig, aber ein guter Echtheitsstempel für ein entsprechendes Denkvermögen", ist der Forscher überzeugt. Mehr beiwww.computerwelt.at ...

Kommentar Al: Tatsächlich deckt der Turing-Test längst nicht alle Aspekte menschlicher Intelligenz ab. Aber: Erst mit bestandenem Turing-Test kann man von künstlicher Intelligenz (KI) sprechen!

21.12.2014 21:22

Neues von der Gehirnsimulation (HBP)

Das Human Brain Project (HBP) hat von Anfang Ärger auf sich gezogen. Im Sommer unterschrieben namhafte Neuroforscher einen Protestbrief an die EU, auch innerhalb des Projekts knirschte es. Die Konsequenz: Die EU-Kommission, die das Projekt mit 600 Millionen Euro finanziert, forderte spürbare Änderungen am Konzept. Über die Forschung im Projekt wurde vor lauter Streit kaum noch gesprochen. Wie weit sind die Forscher im ersten Projektjahr gekommen und wie weit sind sie noch von ihren eigenen Zielvorgaben entfernt?

"Das Netzwerk ist aus sehr, sehr vielen kleinen Elementen aufgebaut, die miteinander interagieren. Wenn wir genau genug verstehen, wie die Nervenzellen und ihre Kontaktstellen, die Synapsen, funktionieren, können wir dieses Netzwerk als Modell nachbauen. Wenn all die kleinen Elemente dann zusammen wirken, ergeben sich daraus plötzlich neue Eigenschaften, die nur das Netzwerk hat und nicht jedes einzelne Element für sich."

Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile, um zu verstehen, wie das geht, schlägt Egidio d'Angelo vor, das ganze komplexe System des Gehirns einfach Teil für Teil nachzubauen. Die Hoffnung: Auch ohne Verständnis für die Prozesse könnte das am Ende so gut funktionieren, dass die Forscher anhand des Modells lernen können, wie das Gehirn - scheinbar aus dem Nichts heraus - bestimmte Eigenschaften bekommt.

"Ich meine Eigenschaften wie Denken, Emotion, Verhalten, Bewegung, Wahrnehmung, all diese Dinge. Wir nennen das emergente Eigenschaften." Ohne ein Großprojekt wie das Human-Brain-Projekt sei solche Forschung gar nicht zu machen. Das ist die Botschaft, die die Macher des Projekts im Moment verbreiten wollen: man mache große Fortschritte, die schließlich dem ganzen Forschungsfeld nutzen werden.

Doch davon ist längst nicht jeder Kollege überzeugt. Tim Behrens ist Hirnforscher an der Universität Oxford in Großbritannien: "Was sie da präsentieren, ist im Grunde nur ein sehr, sehr kleiner Schritt auf dem langen Weg, bis wir verstanden haben, was das Hirn tut." Mehr bei www.deutschlandfunk.de ...

Kommentar Al: Man ist immer noch auf dem methodischen Holzweg etwas simulieren zu wollen, was man nicht kennt. Vorzeigbare Ergebnisse / neue Erkenntnisse existieren nicht. Ganz erstaunlich, dass so ein gravierend falsches methodisches Vorgehen als seriöse Forschungsarbeit von der EU mit einer Milliarde Euro (!) gefördert wird! Wo ist auch nur ein Beispiel, dass mit dieser Methodik Erkenntnisse gewonnen wurden?! Mehr dazu bei www.storyal.de ...

09.12.2014 3:56

Es existiert keine übergreifende Gehirntheorie

Zitiert aus dem Memorandum „Reflexive Neurowissenschaft“, Punkt 6.:
Ein grundsätzliches Problem der Hirnforschung besteht also darin, dass sie derzeit noch über keine differenzierte und übergreifende Gehirntheorie verfügt. Sie muss daher mit fokalen Hypothesen operieren, welche zu Schlussfolgerungen führen, die nicht selten übermäßig generalisiert werden. Ein Beispiel dafür ist die Frage nach der Sprache des Gehirns (S. 33):

„Um diesen Signalcode zu entschlüsseln, bedarf es wahrscheinlich paralleler Ableitetechniken, die eine gleichzeitige Messung an vielen Stellen des Gehirns erlauben“. Es wird also wiederum auf technologische Fortschritte gesetzt, wobei das prinzipielle Problem übersehen wird, wie die damit gemessenen komplexen Aktivitätsmuster „entschlüsselt“ werden können. Die bei der Analyse komplexer Datensätze anwendbaren mathematischen Methoden steigern nämlich an sich und nach allem, was wir heute wissen, den Erkenntniswert nicht wesentlich über die Aussage hinaus, dass das Gehirn ein extrem komplexes dynamisches System ist, dessen Besonderheiten bei neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen sich der unmittelbaren Anschauung noch immer entziehen. Störungen wichtiger „Gehirnmarker“ (EEG, evozierte Potenziale) lassen sich häufig nur auf der Ebene mathematischer Transformationen identifizieren. Des Öfteren fehlt dabei – und dies ist wesentlich – das Verständnis der betreffendenWirkmechanismen. Die allgemeine Akzeptanz einer theoretischen Neurobiologie, ähnlich der theoretischen Physik, ist demnach erst in der Zukunft zu erwarten.
Mehr bei www.psychologie-heute.de ...

10.09.2014 9:41

Der Co-Direktor des HBP über den Stand der Hirnforschung

Mehr bei http://derstandard.at ...

10.09.2014 10:27

DARPA finanziert Gehirnstimulation

Eine Behörde des US-Verteidigungsministeriums, die DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), unterstützt zwei Forschergruppen, die an Gehirnstimulation arbeiten. Die beiden Teams entwickeln Geräte, mit denen Menschen besser ihre Erinnerungen abrufen können. Die DARPA erhofft sich mit einer Finanzspritze von 37,5 Millionen US-Dollar eine schnellere Entwicklung der Stimulationsgeräte.

Laut den Forschergruppen bietet die Stimulation allerdings nicht die Möglichkeit, bereits vergessene Gedanken wiederzubringen, sondern kann nur die Fähigkeit verbessern, neue Erinnerungen besser abrufbar zu machen.
Mehr bei www.chip.de ...

14.07.2014 9:54

Open message to the European Commission
concerning the Human Brain Project

Summary: Neuroscience advances our understanding of normal and pathological brain function, offering potentially enormous benefits to society. It is, therefore, critical to Europe. The Human Brain Project (HBP), sponsored by the European Commission (EC), was meant to forward this mission. However, due in great part to its narrow focus, it has been highly controversial and divisive within the European neuroscience community and even within the consortium, resulting in on-going losses of members. The HBP is now scheduled for review and we wish to draw the attention of the EC to these problems. We believe the HBP is not a well conceived or implemented project and that it is ill suited to be the centerpiece of European neuroscience. We are particularly concerned about the plan to tie a substantial portion European member states’ neuroscience funding to the HBP through so-called ‘partnering projects’. We call for the EC to go beyond the strict requirements of the upcoming review, to demand transparency and accountability and, if necessary, change the structure of the HBP’s governance and supervision to correct their shortcomings. Failing that we call for the EC to redirect the HBP funding to smaller investigator-driven neuroscience grants. We stand fully behind a strong and united European neuroscience strategy and we pledge not to seek funding through HBP partnering projects that would compromise that mission. The full letter and the list of signatories: www.neurofuture.eu/

12.07.2014 22:54

Rebellion gegen das Milliardenhirn

Mehr als 450 europäische Neurowissenschaftler haben einen offenen Brief an die EU-Kommission unterschrieben. Stündlich kommen derzeit weitere Unterzeichner hinzu. "Das Projekt läuft in die völlig falsche Richtung", sagt Protest-Initiator Zachary Mainen, Leiter des Champalimaud Neuroscience Programme in Lissabon. Das HBP sei in Wahrheit keine Grundlagenforschung, klagt er. Stattdessen gehe es um Technologieentwicklung. Sollte die EU nicht umschwenken, wollen die Forscher das Großvorhaben boykottieren.

Die Rebellion könnte das Flaggschiff tatsächlich auf Grund laufen lassen. Einige der namhaftesten Neuroforscher Europas zählen zu ihren Unterstützern. Anlass für den Aufstand ist eine im Juni angekündigte Neustrukturierung des Großvorhabens. Kognitive Neuroforschung, also die Frage, wie verschiedene Hirnregionen bei unterschiedlichen Tätigkeiten zusammenarbeiten, soll in Zukunft nicht mehr zum Kern des Projekts gehören. Wer sich im Rahmen des HBP für derartige Grundsatzfragen der Hirnforschung interessiert, muss Teile des Forschungsbudgets aus anderen Quellen einwerben.

Für Kognitionsforscher ist diese Neustrukturierung, die offenbar von der Europäischen Kommission gefordert wurde, ein Schlag ins Gesicht. 18 Labore, die ursprünglich das HBP unterstützt haben, sind betroffen. Sie fliegen in der nächsten Projektphase aus dem Focus - und müssen um ihre Etats bangen. Einige der Laborleiter haben ihre Posten im Brain Project hingeschmissen und den offenen Brief an die Europäische Kommission aufgesetzt. Unterschrieben haben zudem viele Forscher, die nicht im HBP mitwirken.

Andere Kritiker fühlen sich schlicht betrogen: "Wir merken nun, dass es beim Human Brain Project um Technologieentwicklung geht, und nicht darum, das Gehirn zu verstehen", sagt ein Unterzeichner des Briefs.
Mehr bei www.sueddeutsche.de ...

Nach heftiger Kritik von über 500 Forscher in einem offenen Brief nimmt die Leitung des «Human Brain Projects» (HBP) offiziell Stellung. Man sei «betrübt» über diese Angriffe und lade die Kritiker ein, ihre Zweifel in einem «wissenschaftlichen Austausch» zu diskutieren. Mehr bei www.news.ch ...

12.07.2014 22:16

Mein Connectome, das bin ich!

Heute 16:30 Uhr im DLF: Das Connectome, der Schaltplan des Gehirns. Seit rund 10 Jahren sind die Hirnforscher genau so ratlos wie die KI-Wissenschaftler: Die einen verstehen nicht, wie das Gehirn funktioniert, die anderen sehen sich nach fast 70 Jahren KI-Forschung ausser Stande, Computern zu künstlicher Intelligenz zu verhelfen.

Unwissenheit wird jetzt durch viel Geld kaschiert. In Europa wurde das Human Brain Project (HBP) gestartet. Das Ziel: Die Simulation des menschlichen Gehirns in einem Computer. In den nächsten 10 Jahren stehen eine Milliarde Euro für die Erreichung dieses Ziels bereit.

"Amerika ist führend, wenn es um neue Ideen und Innovationen geht", so Obama bei der Vorstellung der Brain Initiative (Brain Activity Map Project). Hier soll mit drei Milliarden Dollar in den nächsten 10 Jahren das vollständige Connectome des Menschen incl. seiner zeitlichen Aktivitäten kartiert werden.

Beiden Projekten der Hirnforschung ist der Grössenwahn gemeinsam: Für das HBP existiert kein Computer, der das Gehirn simulieren könnte. Bei der Brain Initiative ist völlig unklar, ob und mit welchen Mitteln man die extrem komplexe Struktur des Gehirns "kartieren" kann. Ist der Mensch überhaupt physisch in der Lage, eine so komplexe Struktur mental zu erfassen?

Noch eine Gemeinsamkeit: In beiden Projekten wird nicht von einer Hypothese ausgegangen. Es wird kein hypothetisches Funktionsprinzip des Gehirns an den Anfang der Forschung gestellt. Eine solche Hypothese existiert derzeitig nicht. Wonach aber sucht man, wenn man nicht weiss, was man sucht? Das Gehirn besteht "nur" aus Neuronen und Synapsen, die durch Nerven miteinander verbunden sind. Milliarden Neuronen, Synapsen und Verbindungen. Eine unfassbar komplexe Struktur aus nur drei einfachen (?) Elementen. Wie kommen in dieser Struktur die ebenfalls unfassbar komplexen Funktionen zustande? Welche Wirkprinzipien erzeugen diese Funktionen? Niemand kann heute solche Fragen beantworten.

Das HBP will das Gehirn simulieren, ohne ein Modell des Gehirns oder eine Hypothese zu seiner Funktion zu haben. Technisch nach unserem heutigen Wissensstand unmöglich. Genau so unmöglich, wie von einer bekannten Struktur - sollte das Connectome je existieren - auf seine unbekannte Funktion zu schliessen. Um von einer Struktur auf die Funktion schliessen zu können, müssen alle Umstände, in die das System (hier der Mensch) eingebunden ist, im Detail bekannt sein. Es muss z.B. die Frage zu beantworten sein, was die (zeitabhängigen !) Ein- und Ausgangsgrössen des Gehirns sind. Solche Fragen stellt z.Z. niemand in den beiden Projekten.

Im o.g. Beitrag fragt Jan Slaby, ob wir überhaupt Begriffe haben für das, was wir suchen. Wir gehen vom Vokabular der Kommunikation und Information aus. Lassen sich damit aber überhaupt die Wirkprinzipien des Gehirns beschreiben? Eine interessante und völlig berechtigte Frage.

Ein Gesichtspunkt aber ist tröstlich: Für die Hirnforschung wird in den nächsten Jahren viel Geld ausgegeben. Viele Forscher arbeiten an nobelpreisverdächtigen Themen. In zehn Jahren werden wir alle schlauer sein. Wieviel schlauer aber ist völlig unklar.

11.05.2014 17:55

Das Manifest der Hirnforschung kann die Erwartungen nicht erfüllen

scobel auf 3sat, 3. April 2014, 21 Uhr

"Vor allem was die konkreten Anwendungen angeht, stehen uns in den nächsten zehn Jahren enorme Fortschritte ins Haus", verkündeten elf Hirnforscher 2004 vollmundig in einem Manifest. Jetzt, zehn Jahre nach dem Manifest, stellt sich die Frage, was aus den Ankündigungen geworden ist.

2004 konkretisierten sie auch ihre Ambitionen: "Wahrscheinlich werden wir die wichtigsten molekularbiologischen und genetischen Grundlagen neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer oder Parkinson verstehen und diese Leiden schneller erkennen, vielleicht von vornherein verhindern oder zumindest wesentlich besser behandeln können. Ähnliches gilt für einige psychische Krankheiten wie Schizophrenie und Depression. In absehbarer Zeit wird eine neue Generation von Psychopharmaka entwickelt werden, die selektiv und damit hocheffektiv sowie nebenwirkungsarm in bestimmten Hirnregionen an definierten Nervenzellrezeptoren angreift."

Obwohl die Hirnforschung wie kaum ein anderer Wissenschaftszweig subventioniert und mit Forschungsaufträgen bedacht wurde, gibt es Kritik wegen der vergleichsweise geringen Erfolge. Immer noch fehlt der Gehirnforschung das grundlegende Verständnis für die mit Bewusstseinsstörungen verbundenen Erkrankungen.

Mehr, das ganze Video und interessante Links auf www.3sat.de

Kommentar Al: Hoch interessant auch die Frage, ob das menschliche Gehirn determiniert arbeitet. Ob also auch für das Gehirn noch die Kausalität von Ursache und Wirkung gilt. Sie gilt, aber weil Milliarden von Teilprozessen für letztlich eine sichtbare Wirkung verantwortlich sind, kann man Ursache und Wirkung de facto im Voraus nicht mehr erkennen. Das System ist - wie unsere ganze Welt - zu komplex. Literatur dazu hier ...

03.04.2014 22:47

10 Jahre nach dem Manifest der Hirnforschung
Kann das Gehirn das Gehirn verstehen?

"Kann das Gehirn das Gehirn verstehen" ist der Titel eines Buches von Matthias Eckoldt, Philosoph und Schriftsteller. Der entscheidende Einschnitt in der Hirnforschung war die Entdeckung, dass das menschliche Gehirn die erstaunliche Eigenschaft besitzt, lebenslang seine neuronale Struktur zu verändern. Nicht nur Training, sondern vor allem emotionale Erfahrungen können neue Gehirnbahnen erzeugen. So lautet die Meinung des Autors.

Matthias Eckoldt hat das 10 jährige Jubiläum zum Manifest der Hirnforschung als Anlass genommen, um Gespräche mit führenden deutschen Hirnforschern zu führen, die auf der gesamten Breite des Wissenschaftsfeldes arbeiten. Die Gespräche drehen sich um Neuroprothetik, die Wirkweise von Psychopharmaka, Ton- und Sprachverarbeitung im Gehirn, um Strategien und Strukturen des Gedächtnisses, um besondere Eigenschaften neuronaler Netze, konkurrierende Paradigmen und um die Wahrheitsproblematik. Sieben der neun Gesprächspartner von Matthias Eckoldt haben am Manifest mitgeschrieben. Eckoldt ist es gelungen, punkt­genaue Fragen an die Neurowissenschaftler zu stellen, somit wirklich in die Tiefe der Neurowissenschaft vorzudringen und den Stand der aktuellen Probleme der Hirnforschung aufzuzeigen. Mehr bei www.3sat.de ...

Mehr dazu bei:

Das Manifest - Teil 1 - Bestandsaufnahme

Das Manifest - Teil 2 - Limitierte Neurowissenschaft

Das Manifest - Teil 3 - Das Bewusstsein

03.04.2014 23:11

Umgangssprache bis 2014

Google wird über kurz oder lang die Umgangssprache lernen. das gilt auch für andere Suchmaschinen wie Bing und Yahoo. Dieser Überzeugung sind Marktforscher vom eco - Verband der deutschen Internetwirtschaft e. V.

Das heißt im Klartext, dass die so genannte semantische Suche Realität wird - also die intelligente und automatisierte Verknüpfung von Daten für Google, Bing und Co. Damit können auch umgangssprachliche Suchanfragen von den Algorithmen erkannt und ihnen die richtigen Ergebnisse zugeordnet werden. Heute werden Stichworte eingegeben und Texte mit diesen Stichwörtern von den Suchmaschinen ausgespuckt.

Laut eco sind rund 83 Prozent der befragten IT-Experten überzeugt, dass es bereits 2020 zum Alltag gehören wird, Fragen an Suchmaschinen in normaler Umgangssprache zu richten. 17 Prozent glauben, dass es zumindest erste Ansätze geben wird, der große Siegeszug der semantischen Suche aber noch etwas dauert. Keiner der Befragten zweifelte demnach daran, dass sich die neue Art der Onlinesuche langfristig durchsetzen wird. So seien digitale Assistenzen wie Siri ein erster Schritt zum komplett intuitiven, semantischen Web.
Mehr bei http://business.chip.de ...

Kommentar Al: Das ist Wunschdenken! Seit mindestens 60 Jahren wird versucht, umgangssprachlich mit dem Computer zu kommunizieren (Turing-Test). Siri und die Sprachsteuerung von Navigationsgeräten sind das heutige Ergebnis: Es funktioniert nicht mehr als eine Befehlssteuerung. Umgangssprachliche Kommunikation ist KI. Und solange es keine prinzipiellen Fortschritte bei der Künstlichen Intelligenz gibt, existiert auch keine Sprachsteuerung.

25.03.2014 10:23

Der "kognitive" Chip

"Klassische neuronale Netze bilden einfach nur Eingangsmuster auf Ausgangsmustern ab", erklärt Karlheinz Meier, Professor für Physik am Kirchhoff-Institut der Universität Heidelberg, der an neuronaler Hardware forscht. "Ein Computer mit der Leistungsfähigkeit eines Gehirns wird sich damit nicht konstruieren lassen." Ihnen fehle die Dimension der Zeit, moniert Meier. "Diese Dinge sind wichtig – zum Beispiel für das Kurzzeitgedächtnis, die Detektion von kausalen Zusammenhängen oder die Fähigkeit, Vorhersagen zu machen. Dies ist es, was das Gehirn ausmacht."

Diese Dimension der Zeit, von der Meier spricht, könnte mit einer Eigenschaft der biologischen Neuronen zusammenhängen, die in neuromorphen Chips inzwischen ebenfalls in Hardware nachgebildet werden kann: die sogenannte Spike-timing-abhängige Plastizität. Die Impulse mehrerer Neuronen kommen nämlich in der Regel nicht gleichzeitig bei einer Nervenzelle an, sondern zeitlich leicht versetzt. Ob die derart aktivierte Nervenzelle selbst feuert oder nicht, hängt nicht nur davon ab, wie viele Spikes sie erreichen, sondern auch von deren zeitlichem Abstand. Wird das Neuron von den einlaufenden Spikes zum Feuern angeregt, verstärkt sich die Verbindung zwischen den gleichzeitig feuernden Neuronen. Die Fähigkeit miteinander verbundener Neuronen, ihre Verbindungsstärke im laufenden Betrieb zu ändern, ist essenziell für die Anpassung an sich ändernde äußere Bedingungen – und damit für komplexe Lernprozesse.

Ein "kognitiver" Chip ist somit deutlich komplexer aufgebaut als KNN-Hardware. Neuronen und Synapsen werden darin durch mehrere Transistoren, Widerstände oder auch Kondensatoren repräsentiert. Beim konkreten Design gehen die Forscher verschiedene Wege: Das Heidelberger Team von Karlheinz Meier setzt auf Chips mit analogen elektronischen Komponenten wie Kondensatoren. Denn die Aufladung eines kleinen Kondensators entspricht vom zeitlichen Verlauf her der Veränderung des Potenzials in einem Ionenkanal. Durch zusätzliche Widerstände lässt sich diese Aufladekurve perfekt anpassen. Mehr bei www.heise.de ...

Kommentar Al: Sind damit die unten gestellten Fragen zu beantworten? Nein. Es ist weiterhin unklar, welches Wirkprinzip durch diesen Chip abgebildet/realisiert werden soll.

03.03.2014 16:11

Google Brain

Siehe auch Google Brain by http://en.wikipedia.org ...   Siehe auch "Google erfindet sich neu ..." DER SPIEGEL 10/2014, ab Seite 58

03.03.2014 12:41

Gehirn aus der Zellkultur

Am Institut für Rekonstruktive Neurobiologie an der Universität Bonn züchtet Oliver Brüstle Vorläuferzellen von Nervenzellen und anderen Zellen des Gehirns. Sie entstehen aus embryonalen Stammzellen oder reprogrammierten, verjüngten Körperzellen. Im Labor kann er beobachten, wie die Zellen sich neu orientieren, Kontakte bilden und Signale verschicken und empfangen. Andere Forscher haben auf diesem Wege bereits organartige Strukturen des menschlichen Auges gezüchtet. 

"Zum Beispiel ist es einer Gruppe in Japan gelungen, netzhautartige Strukturen in der Zellkultur zu züchten. Dreidimensionale Strukturen, die tatsächlich die Architektur der Netzhaut wiedergeben bis hin zur Ausbildung von ganzen Augenanlagen. Und mittlerweile gibt es dazu auch Studien zur Entstehung der Großhirnrinde."

An der Universität Wien haben Wissenschaftler jetzt sogar ein erbsengroßes Gehirn im Labor wachsen lassen. Oder zumindest ein Gebilde aus Nervenzellen, das aussieht wie ein Gehirn. 

Brüstle: "Wenn man aus Stammzellen Neurone oder neuronale Vorläufer herstellt, die der Großhirnrinde entsprechen, und diese in der Zellkultur aggregieren lässt, dann bilden diese Zellen von sich aus geordnete Architekturen. Das heißt: Man sieht mehrschichtige Zelllagen, die sehr stark an unsere mehrschichtige Großhirnrinde erinnern."

Da das Mini-Gehirn keine Außenreize wahrnimmt, verarbeitet es keine Informationen. Es kann nicht wahrnehmen, sich erinnern oder denken. Dennoch fließen Signale scheinbar sinnlos hin und her. 

"Man wird unter Umständen die Möglichkeit haben, ganze Gehirnarchitekturen künstlich in der Zellkulturschale zu erzeugen. Natürlich wird das nur bedingt dem erwachsenen menschlichen Gehirn nahekommen können. Viele andere wichtige Spieler fehlen. Da gibt es natürlich kein Gefäßsystem, kein Immunsystem. Es bleibt also ein Modell, ein reduktionistisches Modell. Gleichwohl hoch spannend für die Frage nach Architekturbildung oder Fehlbildung im Nervensystem."

Das erbsengroße Gehirn dient ausschließlich der Grundlagenforschung. Eine Gehirntransplantation steht vorerst natürlich nicht auf der Agenda der Wissenschaft. Mehr dazu bei www.deutschlandfunk.de ... GEZÜCHTETE ORGANE - Ein Herz und eine Lunge

02.03.2014 17:47

Fragen zu Neuromorphen Computern

Das Neuromorphing ist eine Methode, um die Funktionsweise von Neuronen nachzubilden. Hierbei werden spezielle elektronische Schaltkreise – basierend auf Neuristoren – entwickelt, da die Nachbildung eines Neurons in Hardware prinzipbedingt schneller arbeitet als die Emulation eines Neurons mittels Software. Dazu verwendet man einen VLSI-Entwurf, um die Neuronen mit Hilfe der -Technik nachzubilden. Das Ziel des Neuromorphing ist die Simulation und Nachbildung von Sinnesorganen. Mehr bei http://de.wikipedia.org ...

Erste Frage: Welches Neuronenmodell bildet ein Neuristor wie ab (Schaltplan)?

The Neuromorphic Computing Platform will build on capabilities developed in the European FACETS and BrainScaleS projects and in the UK SpiNNaker Project. The current version of the Neuromorphic Physical Model (NM-PM) incorporates 50*106 plastic synapses and 200,000 biologically realistic neuron models on a single 8-inch silicon wafer in 180nm process technology. The system does not execute pre-programmed code but evolves according to the physical properties of the electronic devices. FACETS has also pioneered a network description language (PyNN) that provides platform independent access to software simulators and neuromorphic systems and will be used throughout HBP. BrainScales – a follow-up project – is pioneering the use of the technology to replicate behaviour and learning over periods of up to one year while simultaneously emulating the millisecond-scale dynamics of the system.

The operational phase of the HBP will see rapid scaling-up of the project's two Neurmorphic Computing Systems (the PM and the MC systems) and their supporting ecosystem (development tools, data analysis tools etc.). Mehr bei www.humanbrainproject.eu ...

Der neuromorphe Ansatz in Heidelberg (Dr. Andreas Grübl, Prof. Karlheinz Meier) erlaubt es, elektronische Schaltungen zu bauen, die das Verhalten von Neuronen und Synapsen auf elektronischer Basis nachempfinden. Der Chip als technologisches Herzstück emuliert also die Datenübertragung der elektrischen Signale in der Nervenzelle. Er muss zwar noch wie ein konventioneller Prozessor über Software gestartet werden, dann aber entwickelt er sich im neuromorphen Netz selbst weiter. Dazu sind Chips in einem Wafer aus Silizium zusammengeschaltet. Mit dieser Struktur lassen sich heute 200.000 Neuronen mit 44 Millionen Synapsen vernetzen, was einem Kubikmillimeter Großhirnrinde entspricht.

Anders als im Computer senden Neuronen ihre Informationen nur weiter, wenn diese Informationen durch andere Neuronen im Netz über einen gewissen Schwellwert gebracht werden. Es bedeutet: Neuronen speichern Daten zuerst einmal und geben sie dann weiter, wenn sie für das Gesamtsystem als bedeutsam erkannt werden. Die Nachrichtenübertragung anhand von sogenannten Aktionspotenzialen ist ein wesentlicher Aspekt der neuromorphen Chiplandschaft aus Heidelberg. 
Mehr bei www.hyperraum.tv ...

Zweite Frage: Auf welcher Hypothese basiert ein Neuromorpher Computer?

Dritte Frage: Welche Eingangs- und Ausgangsgrössen besitzt ein Neuromorpher Computer?

The fundamentally new approach of BrainScaleS lies in the in-vivo biological experimentation and computational analysis. Spatial scales range from individual neurons over larger neuron populations to entire functional brain areas. Temporal scales range from milliseconds relevant for event based plasticity mechanisms to hours or days relevant for learning and development. In the project generic theoretical principles will be extracted to enable an artificial synthesis of cortical-like cognitive skills. Both, numerical simulations on petaflop supercomputers and a fundamentally different non-von Neumann hardware architecture will be employed for this purpose. Mehr bei http://brainscales.kip.uni-heidelberg.de/

Vierte Frage: Nach welchem Wirkprinzip arbeitet eine "non-von Neumann hardware architecture"?

Kommentar Al: Neuigkeiten vom Human Brain Project (HBP): In den Medien und im Fernsehen (Scobel auf 3SAT am 13.02.2014) wird über Neuromorphe Computer gesprochen und geschrieben. Analysiert man die Texte, so werden grundlegende Fragen damit nicht beantwortet. Es besteht der Verdacht, dass hier über einen Computer gesprochen wird, dessen Funktionsprinzip niemand kennt. Problemlösung ohne Hypothese - Wie soll das gehen?!

14.02.2014 10:06