Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Gehirn würfelt

09.11.2011
Wenn man einem Computer zehnmal die gleiche Aufgabe stellt, so laufen zehnmal genau die gleichen Rechenschritte ab. Im Gehirn ist das anders: Die Verarbeitung funktioniert jedes Mal unterschiedlich.

Informatiker der TU Graz haben nun eine Erklärung dafür gefunden, wie das Gehirn trotz dieser scheinbar unzuverlässigen Verarbeitungsweise gezielt Informationen verarbeiten und Schlüsse ziehen kann.

Ihre Theorie mit entscheidender Relevanz für die Weiterentwicklung von Computern haben die Forscher in der aktuellen Ausgabe des renommierten Journals „PLoS Computational Biology“ veröffentlicht und präsentieren sie von 12. bis 16. November auf der „Neuroscience 2011“, der weltweit größten Konferenz in diesem Bereich, in Washington.

Das Muster der elektrischen Impulse der Neuronen im menschlichen Gehirn variiert so stark, dass es schwierig ist, Ähnlichkeiten darin zu entdecken. „Dieses Phänomen ist ein Hinweis darauf, dass Informationsverarbeitung im Gehirn fundamental anders organisiert ist als im Computer, zumindest als in den bisher gebauten Computern“, erklärt Wolfgang Maass, der das Institut für Grundlagen der Informationsverarbeitung der TU Graz leitet. Gemeinsam mit seinem Team hat er eine Theorie entwickelt, die zeigt, dass auch Neurone, die mehr oder weniger zufällig Impulse, so genannte "spikes", an andere Neurone aussenden, sehr gezielt Berechnungen durchführen können.

Modell für Rechner der Zukunft

„Der Grund ist, dass solche ‘unzuverlässigen‘ Neurone so zu einem Netzwerk verschaltet werden können, dass das Gehirn eine große Zahl an verschiedenen Möglichkeiten quasi spontan, also zufallsgesteuert, durchspielen kann, um eine geeignete Lösung eines Problems zu ermitteln“, erklärt Maass. Diese Theorie erklärt eine große Zahl von experimentellen Ergebnissen der Neurowissenschaft und Kognitionswissenschaft, so die Forscher. Daneben gibt sie den Informatikern aber auch neue Ideen, wie man zukünftige Rechner aus sehr billigen und extrem kleinen ‘unzuverlässigen‘ Rechenelementen bauen kann, die möglicherweise lediglich aus einigen wenigen Molekülen bestehen.

Prototyp in Arbeit

Die These der Grazer Forscher besagt, dass ein geeignetes Netzwerk neuartiger elektronischer Bausteine mit neuronenartigem Verhalten ebenfalls in der Lage sein kann, aus einer großen Anzahl von unsicheren Fakten und Vermutungen intelligente Schlüsse zu ziehen. Ein Prototyp eines solchen neurartigen Rechners entsteht derzeit in Zusammenarbeit der Informatiker aus Graz mit Physikern der Universität Heidelberg im Rahmen des EU-Projekts BrainScales. Schon bald wollen die Forscher nachprüfen können, ob die Vorhersagen der neuen Theorie auch für Rechner gelten, die aus in Silizium nachgebildeten künstlichen Neuronen bestehen.

Link zur Publikation:
http://www.ploscompbiol.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pcbi.1002211
Konferenz „Neuroscience 2011“:
http://www.sfn.org/am2011/index.aspx?pagename=aboutTheMeeting_main
EU-Projekts BrainScales:
https://brainscales.kip.uni-heidelberg.de/index.html
Rückfragen:
O.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat. Wolfgang Maass
Institut für Grundlagen der Informationsverarbeitung
Email: maass@igi.tugraz.at
Tel +43 (316) 873 5822
TU Graz - Mitglied der TU Austria
http://www.tuaustria.at/

Alice Senarclens de Grancy | Technische Universität Graz
Weitere Informationen:
http://www.tugraz.at

Weitere Berichte zu: BrainScaleS Kognitionswissenschaft Neuron Rechner

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau