Human Brain Project oder Google Maps fürs Gehirn

Das Ziel des Vorzeige-Forschungsprojekts der EU, das von der ETH Lausanne (EPFL) initiiert wurde und noch immer koordiniert wird: eine computerbasierte Rekonstruktion des menschlichen Gehirns. Oder in den Worten von Ebell: «Ein Google Maps für unser Gehirn.» In zehn Jahren sollte das Gerüst bereitstehen, mitsamt dazu passender Werkzeugkiste.

Verständnis verbessern

Und beides soll dann allen Forschern weltweit zur Verfügung stehen – egal, ob sie in Universitäten oder in Labors der Industrie arbeiten. Wird das Verständnis für das Funktionieren des menschlichen Gehirns verbessert, wird dieses gar entschlüsselt, dann sollten – so die Ambition der Forscher – nicht nur Fortschritte in den Neurowissenschaften möglich sein, sondern auch in zwei weiteren Disziplinen: in der Medizin und in den Computerwissenschaften.

Zum einen sollen die Erkenntnisse die Diagnose und die Therapie von Hirnkrankheiten wie Alzheimer oder Parkinson erleichtern. Zum anderen erhoffen sich die Forscher Fortschritte im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnik, sollten sie den «Supercomputer Gehirn» tatsächlich knacken.

Doch das ist nicht alles. «Dank dem Human Brain Project wächst eine ganz neue Generation von Wissenschaftlern heran», so Ebell. «Eine Generation von Computerwissenschaftlern in der Neurowissenschaft.» Also Forscher, die dank digitaler Simulation ein Fachgebiet revolutionieren könnten, und dies aus der Schweiz heraus. Das sei ein nicht zu unterschätzender Standortvorteil.

500 Millionen Euro von der EU

Ebell stiess im November 2013 zum Human Brain Project. In einer Zeit, als die Kritik am Leuchtturmprojekt der EU-Kommission zu schwelen begann, als die Freude über den Jackpot von rund 500 Millionen Euro, den die EPFL mit ihren Mitstreitern in Brüssel an Land gezogen hatte, in den Hintergrund rückte und die Schwierigkeiten begannen. Es war die Zeit, als nur noch über die Mängel und nicht mehr über die Ziele des Projekts debattiert wurde.

Namentlich die Neuro- und Kognitionswissenschaftler gingen auf die Barrikaden und hinterfragten den wissenschaftlichen Wert des Projekts, dessen Nutzen und Machbarkeit – und vor allem dessen Management. Der Aufstand gipfelte in einem Boykottaufruf und einem offenen Brief, der von Hunderten von Forschern unterschrieben wurde.

Diplomat und Krisenmanager

Der Protest zeigte Wirkung: Die Kognitionswissenschaftler wurden wieder integriert, die Führungsstruktur wurde dezentralisiert, der Kopf und eigentliche Vater des Human Brain Project, EPFL-Professor und Hirnforscher Henry Markram, entmachtet. EPFL-Vizepräsident Philippe Gillet übernahm die Rolle des wissenschaftlichen Koordinators, für den Management-Chefposten fiel die Wahl auf Ebell, der Erfahrung mit heiklen Situationen hat. Immerhin arbeitete er auf der Schweizer Botschaft in Washington, als der Steuerstreit zwischen den USA und dem hiesigen Finanzplatz seinen Höhepunkt erreichte. Ein Diplomat als Krisenmanager war das, was das Vorzeigeprojekt brauchte.

Ebell bezeichnet sich lieber als «Gärtner des Projekts». Schliesslich sei die Krise vorbei. Das erkennt er auch daran, dass sich in der Zwischenzeit weltweit nicht weniger als 140 Forschungsgruppen an das Projekt «angehängt» haben. Nicht weil sie durch irgendwelche EU-Regelungen gezwungen wären, sondern weil sie es wollen, weil sie sich davon Erkenntnisse erhoffen.

Riesiges Gewächshaus

Der Begriff «Gärtner» passt gut zu dem Gebäude, in dem das Projekt seit Oktober 2014 untergebracht ist, gleicht der als gläsernes Schiff konzipierte Bau doch einem riesigen Gewächshaus. Nach und nach wächst hier die Forschergemeinschaft heran. Nebst dem Human Brain Project haben sich auf dem neuen Campus Biotech unter anderem das EPFL-Zentrum für Neuroprothesen, mehrere medizinische Institute der Universität Genf und das Wyss Center für Bio- and Neuro-Engineering niedergelassen, ebenso wie die Foundation for Innovative New Diagnostics und die internationale Impfallianz Gavi, die auch von der Bill & Melinda Gates Foundation alimentiert wird.

Mit einem Forschungsstützpunkt eingezogen sind zudem mehrere Start-ups, etwa Sophia Genetics, die Software und Datenplattformen entwickelt, mit deren Hilfe genetische Krankheiten früh diagnostiziert werden können. Oder die Biopharmaziefirma Addex.

Ein Ende und ein Anfang

Der gemeinsame Nenner aller auf dem neuen Campus: Sie sind Teil der Biotech- und Medtech-Welt, die sich in der Romandie ausbreitet. Als der Biotech-Konzern Merck Serono Anfang 2012 bekannt gab, dass er seinen Genfer Sitz schliesse, war dies ein Schock für die Region. 1250 Personen verloren ihren Job. Und es war ein Rückschlag für die Promotoren des «Health Valley», das sich zwischen Genf und Visp erstreckt.

Doch das Ende von Merck Serono in Genf war zugleich auch der Beginn des Campus Biotech: Im Mai kauften die Serono-Erben, die Familie Bertarelli, mit Synthes-Gründer Hansjörg Wyss das Glasgebäude für 300 Millionen Franken zurück, nachdem sie es zuvor mitsamt ihrer Firma an den deutschen Konzern Merck verkauft hatten.

Gemeinsam mit der EPFL und der Universität Genf machten sich Ernesto Bertarelli und Wyss an die Konzeption des Campus Biotech. Heute arbeiten hier 675 Mitarbeiter aus Universitäten, Spitälern, Forschungslabors und Firmen. Und es sollen gemäss Campus-Direktor Benoît Dubuis noch mehr werden: «Unser Ziel sind 1200 Personen.» Also letztlich etwa so viele, wie hier vor der Merck-Serono-Schliessung gearbeitet haben. «Wir wollen zum Hub für Neurotechnologie und Digital Health werden.»

Plattformen freigeschaltet

Ende März hat das Human Brain Project seine operative Phase eingeleitet. Das heisst, es hat sechs Technologie- oder Arbeitsplattformen freigeschaltet, die den Austausch und das Sammeln von Daten erleichtern und einen Zugang zu Analyse- und Simulationsinstrumenten gewähren.

So sollen etwa auf der Neuroinformatik-Plattform alle existierenden Daten zum Gehirn des Menschen und von Tieren zusammengetragen und zueinander in Relation gesetzt werden. Schritt für Schritt soll so eine Art Atlas aus vorhandenem Datenmaterial entstehen. Weiter gibt es die Gehirnsimulations-Plattform, das Kernstück des Projekts, wo Henry Markrams Blue Brain eine zentrale Rolle spielen dürfte, auf dessen Basis das Projekt aufgebaut wurde.

Von Ratten und Mäusen

Markram hat im Rahmen seines mit Schweizer Geldern finanzierten Forschungsprojekts im Oktober erste Resultate vorgestellt: Er und seine Mitstreiter haben ein Stück Rattenhirn digital rekonstruiert – mit 31'000 Neuronen, 55 Neuronentypen und 40 Millionen Synapsen. Dieses Teilchen – ein Drittel Kubikmillimeter der Hirnrinde einer Ratte – ist nicht grösser als ein Sandkorn und damit noch weit entfernt vom eigentlichen Ziel: das ganze menschliche Hirn nachzubilden. Doch Markram erkennt darin den Beweis, dass seine Idee, die digitale Rekonstruktion von Gehirnstrukturen, grundsätzlich funktioniert.

Eine weitere Plattform ist jene für Neurorobotik, wo Gehirnsimulationen einen Körper bekommen. Dafür hat der EPFL-Physiker und Neurowissenschaftler Marc-Oliver Gewaltig mit seinem Team im virtuellen Raum einen Mäusekörper nachgebaut, den man mit einem virtuellen Stock ankicken kann, um zu sehen, welcher Teil des virtuellen Mäusegehirns reagiert. Gewaltigs Maus ist noch recht rudimentär, doch sie soll nach und nach der komplexen Realität angepasst werden und dann helfen, die Gehirnmodelle der Forscher zu validieren.

Aber die Maus kann noch mehr: Ausgereift soll sie einmal zum «Hilfsmittel» werden – zum Beispiel für die medizinische Forschung, die dereinst Experimente an ihr statt an realen Mäusen machen kann. Aber auch für die Robotik, die gemäss Gewaltig ausserhalb der Fertigungsindustrie noch immer in den Kinderschuhen steckt: Grosse Fortschritte kann er jedenfalls zwischen dem ersten Roboter-Rasenmäher Mowbot von 1969 und dem gut 30 Jahre später lancierten Roboter-Staubsauger Roomba nicht erkennen.

In eigenständige Rechtsform überführen

Während die Forscher am Atlas des digitalen Gehirns arbeiten, hat Ebell eine ganz andere Grossbaustelle vor sich: Er muss das Human Brain Project in eine eigenständige Rechtsform überführen, sodass die Infrastruktur nach Ablauf der Förderphase 2023 weiterbestehen kann. Das heisst: Die EPFL wird noch 2016 den Lead des Projekts an die neu gegründete Institution abgeben müssen.

Natürlich ist die Rolle als Koordinatorin vor allem administrativer Natur: Die EPFL kümmert sich um den Papierkram, vertritt das Projekt gegenüber der EU-Kommission, legt Rechenschaft ab und wacht darüber, dass alles korrekt abläuft. Aber es ist eben mehr als das: Der Lead sei ein Beweis für den Spitzenplatz der Forschungsgemeinde in der Schweiz und stärke diese zugleich. «Letztlich profitiert davon der ganze Innovations- und Wirtschaftsstandort Schweiz», sagt Ebell.

Umzug keine gute Idee

Deshalb hofft er, dass der Hauptsitz der neuen Institution in der Schweiz bleibt, am besten im Campus Biotech in Genf, wo schon heute alle Fäden zusammenlaufen. Er versucht jedenfalls, Brüssel davon zu überzeugen, dass ein Umzug keine gute Idee wäre. Aber letztlich ist dieser Entscheid von der Europa-Frage abhängig, insbesondere vom Kroatien-Abkommen.

Die Schweiz muss dieses bis spätestens am 9. Februar 2017 ratifiziert haben, sonst verliert sie das bilaterale Forschungsabkommen Horizon 2020 und wird in diesem Bereich zu einem Drittstaat degradiert. Der Bundesrat hat den ersten Schritt gemacht, indem er das Abkommen jüngst unterzeichnete. Jetzt ist das Parlament am Zug. Stimmt nach dem National- auch der Ständerat zu und verzichten SVP oder andere kritische Gruppierungen auf ein Referendum, sollte der Zeitplan aufgehen.

Forschung für den Wohlstand

Verliert die Schweiz aber Horizon 2020, ist es unwahrscheinlich, dass die EU ihr Leuchtturm-Projekt hier belässt, darin sind sich Dossierkenner einig. Aber es gibt noch andere Hindernisse: Entscheidend ist etwa die Rechtsform der neuen Institution. Eine Möglichkeit ist ein European Research Infrastructure Consortium (Eric), das die EU gerne zur Bündelung von Forschungsaktivitäten nutzt. In diesem Fall könnte die Schweiz den Lead aus juristischen Gründen verlieren, wird ein solches Konsortium doch dem Europäischen Gerichtshof unterstellt.

Nicht nur die Forscher beim Human Brain Project, sondern alle auf dem Campus Biotech hoffen, dass die Unsicherheiten bald geklärt werden. Der Wegfall von Horizon 2020 oder gar der bilateralen Verträge wäre für sie eine Katastrophe. «Es sind die Offenheit, die Diversität, die Integration, welche die Schweiz reich gemacht haben. Auf diesen Faktoren basiert unser Wohlstand», sagt Campus-Chef Dubuis und verweist darauf, dass viele Schweizer Vorzeigefirmen von Ausländern gegründet wurden – von Nestlé über Givaudan zu BBC bzw. ABB.