Die Europäische Kommission hat gerade 38 Millionen Euro genehmigt, die in den nächsten drei Jahren (bis 2026) die hochmoderne digitale Infrastruktur zur Erforschung des Gehirns EBRAINS (European Brain Research Infrastructures) unterstützen werden, eine gemeinsame Forschungsplattform zur Förderung der Neurowissenschaften und die Gesundheit des Gehirns verbessern. Dies ist das wichtigste Erbe des Human Brain Project (HBP), einer kolossalen Herausforderung, die auch von der EU finanziert wird – die zwei Drittel ihres 600-Millionen-Euro-Budgets beigesteuert hat – und im vergangenen September inmitten der Unsicherheit über die Aussichten der Neurowissenschaften in Europa abgeschlossen wurde. In seinem Jahrzehnt der Entwicklung erzielte es bahnbrechende Fortschritte in dieser Disziplin sowie medizinische und technologische Anwendungen unter anderem gegen Parkinson, Schizophrenie oder Blindheit.
Die Entscheidung gaben die Koordinatoren der Initiative bekannt, die nun in EBRAINS 2.0 umbenannt wird. Wie Katrin Amunts, wissenschaftliche Leiterin des HBP, dieser Zeitung im vergangenen November erklärte, ist EBRAINS eine Plattform, die Forschern auf der ganzen Welt zur Verfügung steht und „die Entwicklung von Simulationen auf molekularer, zellulärer, neuronaler Netzwerk- oder gesamter Gehirnebene ermöglicht.“ Führen Sie Analysen in Supercomputern oder neuromorphen Rechengeräten durch.
„Große Gemeinschaftsprojekte, die Daten und digitale Werkzeuge gemeinsam nutzen, sind zu einem Merkmal dieser Phase der Neurowissenschaften geworden, die als Paradigma konsolidiert wurde, das wir digitale Neurowissenschaften nennen“, beschreibt Amunts, der das Schreiben leitete, nun per E-Mail die erfolgreichen EBRAINS 2.0-Vorschlag. „Sein gemeinsames Merkmal besteht darin, dass es stark auf große und komplexe Daten angewiesen ist, die durch leistungsstarke Großrechnerressourcen, die durch EBRAINS 2.0 ermöglicht werden, verwaltet und zugänglich sind.“ „Das ist ein entscheidender Fortschritt, der es uns ermöglicht, Erkenntnisse aus unterschiedlichen Maßstäben und Aspekten der immens komplexen Organisation des Gehirns zu verknüpfen“, sagt Amunts, Professor am Cécile und Oskar Vogt-Institut für Hirnforschung der Universität Düsseldorf und Direktor des Institut für Neurowissenschaften und Jülicher Forschungszentrum Medizin.
Personalisierte Gehirnmedizin
Das allgemeine Ziel des Projekts besteht darin, gemeinsam das Wissen über die Struktur und Funktion dieses Organs zu vertiefen, um neue Fortschritte in der Gehirnmedizin, -technologie und -informatik zu erzielen. EBRAINS 2.0 zielt außerdem darauf ab, einen neuen Standard für Gehirnatlanten zu setzen, neurowissenschaftliche und klinische Daten zu teilen und die Entwicklung von „Zwillingsgehirnen“ zu fördern, virtuellen Nachbildungen, die beispielsweise bei der Planung von Epilepsieoperationen oder der Implantation von Elektroden bei Menschen mit Parkinson helfen.
„EBRAINS 2.0 verbindet leistungsstarke europäische Ressourcen in den Bereichen neuroinformatische Modellierung, Kartierung und hochauflösende Gehirnatlanten oder Supercomputing mit Forschungsgruppen, die sich auf die Klinik konzentrieren, was Auswirkungen auf die Patienten hat“, betont Amunts. „Ein wichtiges Beispiel ist der Bereich der personalisierten Medizin für Hirnerkrankungen, wo virtuelle Modelle des Gehirns als neues klinisches und Forschungsinstrument entstehen.“ Wie der Experte ausführt, erfordert die Leistung, die es uns ermöglicht, chirurgische Strategien zu entwickeln oder die Stimulation der Großhirnrinde bei bestimmten Krankheiten zu steuern, die Integration individueller Patienteninformationen aus Magnetresonanztomographie oder Elektroenzephalogrammen mit hochauflösenden Datensätzen und KI-Methoden. „Auf globaler Ebene wird EBRAINS 2.0 einen wichtigen Beitrag zur neuen Ära der digitalen Neurowissenschaften leisten und die europäische Führungsrolle auf diesem Gebiet fördern“, glaubt er.
Die ursprüngliche Infrastruktur wurde 2019 im Rahmen des HBP ins Leben gerufen. Es vereint Gehirndaten, mehrere digitale Werkzeuge – wie etwa einen der anspruchsvollsten virtuellen Atlanten des Organs, das unser Leben regelt – und High-Tech-Rechneranlagen. Im Jahr 2021 wurde dieses virtuelle Ökosystem in die Roadmap des European Strategic Forum on Research Infrastructures (ESFRI) aufgenommen, das eine kontinentale Strategie für wissenschaftliche Einrichtungen koordinieren will. In dieser nächsten Phase „hoffen wir, es nachhaltig zu machen, damit es der Forschungsgemeinschaft auch in Zukunft von Nutzen sein kann“, gesteht Amunts.
An EBRAINS 2.0 sind 59 assoziierte Institutionen in 16 europäischen Ländern beteiligt, zwei davon in Spanien: die Universität Rey Juan Carlos und die Polytechnische Universität Madrid (UPM). Sie bilden ein europaweites Netzwerk von Diensten, die über 11 nationale Knotenpunkte bereitgestellt werden. Der spanische Knoten – laut Amunts „sehr aktiv“ – wird von der UPM koordiniert und umfasst einige Unternehmen und Organisationen wie das CSIC, die Universität Granada oder die Forschungsinstitute des Hospital Clínic of Barcelona (FRCB-IDIBAPS) oder des Sant Joan de Déu (IRSJD), ebenfalls in der Stadt Barcelona.
„Für Europa ist es wichtig, die große wissenschaftliche Exzellenz der Länder, aus denen es besteht, zu nutzen“, betont der Neurowissenschaftler. „Daher spielen gemeinsame Forschungs- und Technologieplattformen eine grundlegende Rolle. Es war eine zentrale Motivation, als wir EBRAINS konzipierten“, fügt er hinzu. „Neben dieser politischen Dimension“, fährt er fort, „besteht ein wissenschaftlicher Bedarf, integrative Ansätze in der Hirnforschung zu entwickeln, die Disziplinen und Ländergrenzen überschreiten.“
Auch die Komplexität und Dimension der Aufgabe legen eine planetarische Zusammenarbeit nahe. Das Ende der HBP-Finanzierung im vergangenen Jahr ließ die Kontinuität eines bahnbrechenden Weges Europas in einem Umfeld hoher internationaler Wettbewerbsfähigkeit in der Luft hängen. Auch Länder wie die USA, China, Japan, Australien und Südkorea entwickeln ehrgeizige Projekte, um unser Wissen über das Gehirn zu vertiefen.
„Die wichtigsten internationalen Forschungsprojekte der Welt streben danach, die Kompatibilität und Komplementarität der Bemühungen zu gewährleisten“, betont Amunts, der glaubt, dass „die Zusammenarbeit zwischen Forschern aus der EU und anderen Kontinenten durch Kooperationen innerhalb der EU selbst erleichtert wurde.“ HBP.“ Er lobt beispielsweise die Arbeit des spanischen Neurowissenschaftlers, der mit dem HBP zusammenarbeitet Javier de Felipe, Forscher am UPM Biomedical Technology Center und Leiter des Cajal Blue Brain-Projekts, das die Funktionsweise des Gehirns auf molekularer Ebene simulieren will . „Es lieferte eine große Anzahl sehr detaillierter Mobilfunkdaten, die in Europa und in anderen internationalen Projekten zur Entwicklung von Modellen und Simulationen verwendet werden“, erinnert sich Amunts.
„Es ist auch notwendig, dass globale Initiativen gemeinsame Standards beispielsweise zur Neuroethik austauschen und koordinieren“, betont der Experte. Zu diesem Zweck haben das HBP und viele andere große Hirnforschungsprojekte die International Brain Initiative gegründet, deren Ziel es ist, „die Neurowissenschaften durch internationale Zusammenarbeit und Wissensaustausch voranzutreiben, unterschiedliche Ambitionen zu vereinen und Entdeckungen zum Wohle der Menschheit zu verbreiten“. In einem globalen Kontext zunehmender Polarisierung und in einer Welt, die zu Beginn des Jahres 2024 normal aussieht, ist die universelle Sprache der Wissenschaft vielleicht das Ideal, um uns an unsere gemeinsame Menschlichkeit zu erinnern.
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