ForschungsmagazinVorbild Natur. Wie Maschinen das Lernen lernen

JOHANNES SCHEMMEL

Das Gehirn der Tiere, und damit eingeschlossen jenes des Menschen, ist ein ganz besonderer Teil der Natur. Seine biologischen Ursprünge verlieren sich in den Anfängen der Entstehung des mehrzelligen Lebens auf unserem Planeten vor mehr als einer Milliarde Jahren. Seine Zukunft kann niemand voraussagen, aber mit den theoretischen Möglichkeiten kommender Technologien könnten seine heutigen oder auch zukünftigen Träger einmal unsere Milchstraße besiedeln.

Wissenschaftler versuchen die Mechanismen zu entschlüsseln, die es unserem Gehirn erlauben, uns solch ein Maß an Kontrolle über unsere natürliche Umwelt zu verschaffen. Einen wichtigen Beitrag dazu stellt die Nachbildung von Teilfunktionen mithilfe von Computersystemen dar. Doch diese stößt beim Gehirn schnell an ihre Grenzen. Nicht unbedingt, weil unsere heutigen Computersysteme die Komplexität nicht erfassen können, sondern eher, weil das Gehirn kein statisches System ist, sondern sich kontinuierlich an seine Umwelt anpasst.

Um dieses Problem anzugehen, entwickeln Heidelberger Forscher neuromorphe Systeme. Diese bilden die Strukturen des Nervensystems nach und ermöglichen es, die kontinuierliche Anpassung des Gehirns an seine Umwelt, welche man ganz allgemein mit Lernen bezeichnen kann, in einem verkleinerten Maßstab nachzuvollziehen.

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RuCa 15 Kapitel III-2

Die aktuelle Ausgabe: Kultur & Natur

Was ist letztlich stärker – Natur oder Kultur? Welche ethischen und rechtlichen Fragen gilt es zu bedenken, wenn der Mensch mit molekularbiologischen Instrumenten wie der „Genschere“ CRISPR/Cas Erbgut ausschneidet, verändert und wieder einbaut? Wie haben Klima- und Umweltveränderungen die soziokulturelle Entwicklung in den früheren Phasen der Menschheitsgeschichte beeinflusst? Lassen sich lebensähnliche Materialsysteme auf der Basis ingenieurwissenschaftlicher Prinzipien kreieren? Mit diesen und weiteren Fragen beschäftigen sich die Beiträge der insgesamt 23 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die von der Medizin und der Molekularbiologie über Umweltphysik, Geologie und Mathematik bis zur Rechtsphilosophie, der Sinologie und der Mediävistik reichen.

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Das For­schungs­ma­ga­zin Ru­per­to Ca­ro­la be­richtet über wissen­schaft­liche Er­kennt­nisse und laufende For­schungs­vor­ha­ben der Uni­ver­si­tät Hei­del­berg. Jede seiner Aus­gaben ist einem ge­sell­schaft­lich re­le­van­ten Schwer­punkt­the­ma gewidmet.

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