Das Gehirn einer Fruchtfliege, nur wenige Millimeter groß, wird von Menschen „in“ einen Computer versetzt.
Streng genommen ist das keine direkte Kopie eines noch aktiven Gehirns in den Computer.
Wirklich vollbracht haben Wissenschaftler: die 139.255 Nervenzellen aus dem Gehirn einer erwachsenen weiblichen Fruchtfliege – samt rund 54,5 Millionen Synapsen-Verbindungen zwischen ihnen – so zu rekonstruieren, dass daraus eine dreidimensionale „Gehirn-Schaltplankarte“ entsteht, die man im Computer abfragen, drehen, verfolgen und analysieren kann.
Es ist bislang eines der vollständigsten und komplexesten Konnektome eines ausgewachsenen Tieres.
Noch erstaunlicher ist: Dieses Gehirn, das nur so groß ist wie eine Nadelspitze, ermöglicht der Fruchtfliege bereits Fliegen, Navigieren, Nahrungssuche, Balz, Lernen, Gedächtnis und sogar Entscheidungen.
Damit stellt sich eine noch wichtigere Frage: Woher stammt Intelligenz eigentlich?
Wenn Menschen die Gehirnstrukturen verstehen könnten, die durch Evolution über hunderte Millionen Jahre entstanden sind, wäre dann in der Zukunft KI vielleicht in der Lage, einen ganz anderen Weg einzuschlagen als die heutigen großen Modelle?
Sogar wenn wir eines Tages in der Lage wären, das menschliche Gehirn auf die gleiche Weise zu entschlüsseln – könnte das „andere Du“ in der digitalen Welt dann in gewissem Sinne zu einer Form von Weiterleben werden?
Zum ersten Mal sehen Menschen die „Leitungen“ in einem komplexen Gehirn eines Tiers wirklich klar.
Dieser Durchbruch stammt von dem weltweiten Kooperationsprojekt FlyWire.
Das Projekt vereint Forschende aus vielen Institutionen wie der Princeton University, der University of Cambridge, Google sowie dem Howard Hughes Medical Institute.
Im Jahr 2024 wurden die entsprechenden Ergebnisse in Form einer Reihe von Papers bei (Nature) veröffentlicht.
Doch die eigentliche Geschichte beginnt schon viel früher – nämlich bereits 2018.
Der erste Schritt – er ähnelt sogar ein wenig dem verrücktesten Gedanken: ein Gehirn einer Fruchtfliege Schicht für Schicht zu zerschneiden.
Die Forschenden färbten zunächst das Gehirngewebe der Fruchtfliege mit Schwermetallen an, sodass die Membranen der Nervenzellen im Elektronenmikroskop klar zu erkennen sind, und betteten das Gewebe anschließend in Harz ein.
Danach trennte man das Gehirn mit Diamantmessern kontinuierlich in 7062 ultradünne Schnitte.
Diese Schnitte werden dann in speziell entwickelte Hochgeschwindigkeits-Systeme für die Transmissionselektronenmikroskopie geschickt.
Letztlich erzeugte allein dieses eine Gehirn der Fruchtfliege etwa: 21 Millionen elektronenmikroskopische Bildaufnahmen.
Alle Daten vollständig aufzunehmen, ist an sich schon ein riesiges Projekt.
Doch sobald die Fotos gemacht sind, ist nur der erste Schritt getan.
Die wirklich schwierige Frage ist: Wie findet man aus 21 Millionen zweidimensionalen Bildern jede einzelne Nervenzelle wieder?
Was die Wissenschaftler bekamen, war keine bereits gezeichnete Karte der Schaltkreise eines Gehirns.
Und zwar Zehntausende Millionen Graustufen-Elektronenmikroskopbilder, die voller Zellmembranen, Axone, Dendriten und Synapsen stecken.
Ein Fortsatz einer Nervenzelle kann durch Dutzende, Hunderte und sogar über Tausend aufeinanderfolgende Schnitte reichen.
Die Forschenden müssen sicherstellen: Gehört diese eine Linie in dem Bild zu derselben Nervenzelle wie welche Linie im nächsten Bild?
Und dann verfolgte man alles Schritt für Schritt weiter.
Wenn man das vollständig von Hand durch Menschen erledigt, ist der Arbeitsaufwand kaum vorstellbar.
Darum setzt FlyWire auf eine entscheidende Methode: Zuerst macht eine KI den Anfang, und Wissenschaftler korrigieren anschließend.
Das Forschungsteam aus der FlyWire-Allianz sowie trainierte Teilnehmende prüfen am Computer die von der KI generierten neuronalen Strukturen einzeln Schritt für Schritt.
Die frühe, umfangreiche Korrekturarbeit wurde von Forschungsteams zur Fruchtfliege weltweit geleistet; in der späteren Phase wurden die verbleibenden Nervenzellen vor allem von konzentrierten Teams der Princeton University und der University of Cambridge überprüft, außerdem mit Beteiligung von Bürgerwissenschaftlern weltweit.
Dabei bildet sich tatsächlich ein sehr interessantes Muster: Das Elektronenmikroskop macht sichtbar, die KI versteht zunächst, und menschliche Wissenschaftler bestätigen am Ende.
Am Ende: 139.255 geprüfte Nervenzellen.
Diese Nervenzellen bilden etwa 54,5 Millionen Synapsen.
Die Forschenden teilten sie außerdem in 8453 Arten von Nervenzellen ein.
Darüber hinaus gibt es auch viele Typen, die zuvor noch nie systematisch beschrieben worden waren.
Die Forschenden erstellten außerdem für diese Nervenzellen mehr als zigtausend Annotationen, damit Wissenschaftler wissen können, zu welchem Gehirnareal eine bestimmte Nervenzelle gehört, zu welcher Art Zelle sie zählt und welche Funktion sie möglicherweise übernimmt.
Damit hatte die Menschheit zum ersten Mal eine komplexe Gehirn-Schaltplankarte eines Tiers in einer Auflösung bis auf Synapsenmaßstab vorliegen.
Worin genau unterscheidet es sich von der heutigen KI?
In den letzten Jahrzehnten beruhte die Entwicklung der KI hauptsächlich auf einem Muster: dem Training.
Große Modelle wie GPT lernen durch das Training auf riesigen Mengen an Text, Bildern und Code. Dabei passen sie fortlaufend Milliarden oder sogar noch mehr Modellparameter an, bis sie schließlich Fähigkeiten in Sprache, Schlussfolgern und Generieren zeigen.
Ihr Kernprinzip lautet: Aus gewaltigen Datenmengen statistische Gesetzmäßigkeiten lernen.
Doch das Gehirn der Fruchtfliege bringt einen völlig anderen Blickwinkel.
Denn die Fruchtfliege wurde nicht von Ingenieuren entworfen.
Sein Gehirn – es ist durch natürliche Selektion über Hunderte Millionen Jahre entstanden.
Also stellt sich die Frage: Wie entwirft das Universum überhaupt Intelligenz?
Die Anzahl der Nervenzellen in einem Fruchtfliegengehirn ist im Vergleich zu vielen heutigen künstlichen neuronalen Netzen nicht besonders außergewöhnlich.
Aber es schafft das Ganze – nur mit extrem wenig Energie – in Echtzeit: visuelle Wahrnehmung, Navigation, Flugsteuerung, Einschätzung der Umgebung, Lernen, Gedächtnis und Verhaltensentscheidungen.
Das bedeutet, dass Intelligenz vielleicht nicht nur davon abhängt: wie groß das Modell ist, wie viel Daten es gibt, wie viel Rechenleistung vorhanden ist.
Das heißt: Wie sehr sich die heutige KI auch weiterentwickeln mag – sie kann biologische Intelligenz nicht übertreffen, und erst recht kein so genanntes Bewusstsein hervorbringen…
FlyWire hat dieses digitale Gehirn komplett Open Source gestellt!
Im Internet haben Blogger dieses digitale Gehirn auf allerlei Weise zum Spielen gebracht: Manche ließen es mit Drohnen verbinden, sodass man fliegen und Hindernissen ausweichen konnte;
Und manche verbinden es auch mit Spielen, sogar mit Robotern …
Kopiert man ein Gehirn – kann man damit wirklich Intelligenz erschaffen? Kann man damit unsterblich werden?
Das Faszinierendste an dieser Studie ist, dass sie eine Tür in eine zukünftige Welt öffnet.
Jetzt ist die KI von Menschen entworfen.
Intelligenz im Leben – sie ist durch natürliche Evolution entstanden.
Wenn es der Menschheit in Zukunft gelingt, nach und nach immer komplexere Gehirne zu entschlüsseln – von der Fruchtfliege über die Maus bis hin zu Primaten und schließlich das menschliche Gehirn zu verstehen – wird KI dann einen anderen Weg einschlagen?
Kann eine Maschine eine Informationsverarbeitung besitzen, die dem Leben noch näher ist?
Bisher gibt es keine Antwort.
Denn der Konnektivitätsplan sagt uns nur: Wie das Gehirn miteinander verbunden ist.
Es hat uns jedoch noch nicht vollständig verraten: Warum denkt das Gehirn überhaupt?
Diese Forschung wirft uns auch eine philosophische Frage auf …
Angenommen, eines Tages wäre die Technologie so weit fortgeschritten, dass man das Gehirn einer Person vollständig scannen könnte.
Es werden nicht nur die Verbindungen zwischen den Nervenzellen kopiert, sondern auch die Stärke jeder einzelnen Synapse, der Zustand jeder Nervenzelle, jede Gedächtnisspur, Persönlichkeitsmerkmale, Sprachgewohnheiten – und sogar die vollständige Simulation des zeitlichen Verlaufs dieses Gehirns.
Anschließend setzte der Mensch das digitale Gehirn in Supercomputern oder in Robotersystemen in Betrieb.
Heißt das, es bedeutet Unsterblichkeit???