Erforschung des Gehirns: Google erstellt komplexes 3D-Modell - mithilfe von KI

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Erforschung des Gehirns: Google erstellt komplexes 3D-Modell - mithilfe von KI
Quelle: Google

In Zusammenarbeit mit der Harvard University hat Google zahlreiche Bilder einer Hirnprobe analysiert und mithilfe von KI ein entsprechendes 3D-Modell erstellt. Dieses liefert wiederum Ansätze für die weitere Forschung.

Künstliche Intelligenz sorgt momentan insbesondere durch generative Techniken wie Chatbots oder Bildgeneratoren für Aufsehen. Möglich sind diese durch die automatische Analyse großer Datenmengen und die Suche nach darin enthaltenen Strukturen. Ebendieser Ansatz kann auch der Forschung zugutekommen, wie aktuell Google zeigt: Das Unternehmen unterstützte Forscher der Harvard University bei der Analyse einer kleinen Probe menschlichen Gehirns, die aus dem Temporallappen entnommen wurde.

Viele Daten, viele Fragen

Die nur rund einen Kubikmillimeter große Probe wurde in dünne Scheiben geschnitten und unzählige Male abgelichtet - insgesamt kamen so 1,4 Petabyte an Bilddaten zustande. Ebendiese Mikroskopaufnahmen wurden anschließend von Google genutzt, um mithilfe eines KI-Netzwerks ein 3D-Modell zu erstellen. Dieses enthält angeblich 50.000 Zellen und 150 Millionen Synapsen, deren Struktur wichtige Ansätze für die weitere Forschung liefert.

Demnach gibt es zwischen manchen Zellen besonders starke Verbindungen mit bis zu 50 Synapsen, für die es bislang noch keine Erklärung gibt. Ebenso unbekannt ist außerdem der Grund für das Auftreten von gespiegelt wachsenden Zellstrukturen und von Axonen, die teilweise spiralförmig eingewickelt sind. Eigentlich dienen diese zur Signalübermittlung an andere Zellen und sollten daher mit diesen verbunden sein.

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Mithilfe des von Google erstellten 3D-Modells sollen in Zukunft weitere solche Auffälligkeiten entdeckt und nachfolgend erforscht werden. Bis zu einem vollständigen Verständnis des menschlichen Gehirns ist es dabei natürlich noch ein weiter Weg. Moderne Techniken - wie eben auch KI-Netzwerke - können den Prozess aber beschleunigen, indem sie die Auswertung von derart großen Datenmengen auf den Computer abwälzen und damit deutlich vereinfachen.

Quelle: Google via Tom's Hardware

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    • Kommentare (7)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von narcosubs Freizeitschrauber(in)
        ML wurde in der Forschung entwickelt, um riesige Datenmengen zu analysieren.
        Die schönen Bildchen oder selbstfahrende Autos sind nur ein Folgeprodukt.
      • Von narcosubs Freizeitschrauber(in)
        ML wurde in der Forschung entwickelt, um riesige Datenmengen zu analysieren.
        Die schönen Bildchen oder selbstfahrende Autos sind nur ein Folgeprodukt.
      • Von RyzA Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        Zitat von PCGH_Torsten
        Was mein Exemplar eines solchen Netzwerkes aber trotz aller Leistungsfähigkeit nicht herausfinden konnte: Was genau hat jetzt eigentlich KI mit dieser Forschung zu tun? Aus Schichtbildern 3D-Modelle zu erstellen ist nun wirklich eine klare, deterministische Aufgabenstellung, für die man seit Jahrzehnten konventionelle Algorithmen zur Verfügung hat.
        Mit K.I.s kann man aber wohl einfacher und schneller Muster - und Strukturen erkennen.
        Deswegen werden die u.a. auch für die Tumordiagnostik eingesetzt.
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        Zitat von Misanthrop68
        Ich scheitere schon alleine daran es mir Vorzustellen, wie in ein Würfel von 1mm Kantenlänge 50.000 Zellen mit 150 Millionen Verknüpfung platz haben.
        Man kann mit Hilfe von KI faszinierende Forschung betreiben und nützliche Erkenntnise entdecken. Aber es wird auch seine dunkele Seiten zeigen, wenn das Geld und der Machthunger dazu kommt.
        50.000 klingt nach viel, aber man darf nicht vergessen, dass es sich um ein Volumen handelt. Bricht man das auf die Kantenlängen runter, entspricht es knapp 37 × 37 × 37 Zellen. Und 37 Zellen pro Millimeter erscheinen mir eigentlich sogar sehr wenig zu sein. Mit knapp 0,03 mm Kantenlänge ist das von je einer Zelle eingenommene Volumen noch groß genug, um auf kontrastreichem Untergrund mit bloßem Auge sichtbar zu sein (0,02 mm ist die Standardangabe für ganz feines, menschliches Haar). Viel schwerer vorstellbar finde ich die Leistungsfähigkeit der daraus aufgebauten Netzwerke*: Unter Nutzung eines ziemlich kleinen Teil meines Gehirns kann ich z.B. problemlos Autofahren (behauptet jedenfalls mein Hirn^^) und nebenbei sinnvolle Sätze formulieren. Die Gesamtheit der Autohersteller hat bis auf weiteres Probleme mit ersterem, obwohl sie ganze Kofferräume voll Elektronik packt, und OpenAI braucht für letzteres gigantische Rechenzentren mit einem Gesamtverbrauch an der GW-Grenze. Dabei arbeiten beide mit Transistoren, die je Kantenlänge um den Faktor 1.000, im Volumen also um eine volle Milliarde kleiner sind.

        Was mein Exemplar eines solchen Netzwerkes aber trotz aller Leistungsfähigkeit nicht herausfinden konnte: Was genau hat jetzt eigentlich KI mit dieser Forschung zu tun? Aus Schichtbildern 3D-Modelle zu erstellen ist nun wirklich eine klare, deterministische Aufgabenstellung, für die man seit Jahrzehnten konventionelle Algorithmen zur Verfügung hat.

        *: Irgendwie ein Oxymoron.
      • Von belerad PC-Selbstbauer(in)
        Zitat von RyzA
        Und kann irgendwann auch erklären wie genau das Bewusstsein zu Stande kommt.
        Und wie man das Bewusstsein besser beeinflussen kann
      • Von RyzA Flüssigstickstoff-Guru (m/w)
        Vielleicht versteht man so irgendwann bestimmte Erkrankungen besser und kann sie dann noch besser behandeln.
        Und kann irgendwann auch erklären wie genau das Bewusstsein zu Stande kommt.
      Direkt zum Diskussionsende
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