Forschungszentrum Jülich - Jahresbericht 2012

62 Forschungszentrum Jülich | Jahresbericht 2012 Mission Gehirn: Das Human Brain Project Europa bündelt seine wissenschaftliche Kompetenz für das Ziel, das menschli- che Gehirn auf einem Supercomputer der Zukunft zu simulieren und es so auf allen Ebenen zu verstehen – angefangen bei den Molekülen bis hin zum Zusam- menspiel ganzer Hirnregionen. Die EU hat das Human Brain Project am 28. Ja- nuar 2013 zum „Flaggschiff“ (engl. Flag- ship) des Programms „Future and Emerging Technologies“ erhoben und fördert es in den nächsten zehn Jahren mit bis zu einer Milliarde Euro. Das Pro- jekt vereint Forscher aus über 80 wis- senschaftlichen Einrichtungen in 23 Ländern. Wesentlich beteiligt sind das Forschungszentrum Jülich und seine re- gionalen Forschungspartner der Jülich Aachen Research Alliance (JARA), der Universitäten Düsseldorf und Wuppertal sowie der German Research School for Simulation Sciences (GRS). Einerseits bringen die Jülicher For- scher ihr Know-how beim Höchstleis- tungsrechnen ein. So entwickeln die Ex- perten des Jülicher Supercomputing Centre (JSC) gemeinsam mit Kooperati- onspartnern neue Supercomputer, die mehr als eine Trillion Rechenoperatio- nen pro Sekunde (Exaflop/s) durchfüh- ren können, sowie die passende Soft- ware. Solche Rechner werden benötigt, um die gewaltige, weltweit vorhandene Datenmenge über das Gehirn zu verar- beiten. Bis 2020 soll ein entsprechender „Human Brain“-Supercomputer instal- liert werden. Gehirnatlas als Navigationssystem Andererseits werden die Jülicher For- scher des Instituts für Neurowissen- schaften und Medizin (INM) neue Er- kenntnisse über den Aufbau und die Arbeitsweise einzelner Nervenzellen, ganzer Nervenzellverbünde und großer Netzwerke gewinnen. „Wir erstellen ein virtuelles menschliches Gehirn, in dem die räumliche Organisation von der Ebe- ne des Moleküls bis zum komplexen Funktionssystem erfasst wird. Dieser multimodale Gehirnatlas wird das Navi- gationssystem des Human Brain Pro- jects werden“, sagt Prof. Katrin Amunts, Direktorin des INM. Prof. Markus Dies- mann, ebenfalls Direktor des INM, ar- beitet an der Schnittstelle zwischen medizinischer Forschung und Simulati- onstechnologie: „Wir untersuchen Pro- zesse im Gehirn, indem wir zum Beispiel vereinfachte Modelle der Nervenzellen entwickeln und ihre Aktivität und ihre Kommunikation untereinander simulie- ren. Im Vergleich mit experimentellen Daten können wir unsere Modelle zu- nehmend verfeinern und nä- hern uns immer mehr dem realen Netz- werk des Gehirns.“ Ein weiterer Direktor des INM, Prof. Peter Tass, nutzt Computermodel- le, um Therapien für Erkrankungen des Gehirns wie Parkinson zu entwickeln. „Ein Resultat ist unsere Coordinated Re- set Technologie, mit der ein krankhafter Gleichtakt von Nervenzellverbänden konstruktiv gestört werden kann.“ Wenn die Wissenschaftler mit Hilfe des virtuellen Modellgehirns besser ver- stehen, nach welchen Prinzipien das menschliche Gehirn arbeitet, können sie dies auch anwenden, um noch leistungs- fähigere, extrem energieeffiziente Com- puter zu entwerfen: Schließlich benötigt das Gehirn für seine hochkomplexe In- formationsverarbeitung weniger Energie als eine 60-Watt-Glühbirne. Jülicher Forscher des Instituts für Neuro- wissenschaften und Medizin sowie des Jülicher Supercomputing Centre, die am Human Brain Project beteiligt sind: Prof. Markus Diesmann (oben), Prof. Katrin Amunts, Prof. Peter Tass (Mitte) und Prof. Thomas Lippert (unten). Human Brain Modelling

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