Big Science entdeckt das Gehirn

Zwei riesige Projekte sind in den letzten Wochen angekündigt worden, die der Rubrik „Big Science“ zugeordnet werden müssen und die beide auf die intensive Erforschung des Gehirns zielen: (1) die europäische Forschung wird in den nächsten 10 Jahren 1200 Millionen Euro an Henry Markram für das „Human Brain Project“ geben, (2) in den USA will President Obama in den nächsten 10 Jahren 3000 Millionen US$ in das Vorhaben „Brain Activity Map“ investieren (hier zum Bericht der New York Times):

The New York Times quoted scientists involved in its planning who hoped that federal financing would be more than $300 million a year – amounting to more than $3 billion over ten years.In his State of the Union address last week, President Obama described brain research as an example of how the government should ‚invest in the best ideas.“Today our scientists are mapping the human brain to unlock the answers to Alzheimer’s,‘ said Mr Obama.

Das „Human Brain Project“ ist eines der Flaggschiff-Projekte der EU. In der Vision des Projektleiters heisst es:

Understanding the human brain is one of the greatest challenges facing 21st century science. If we can rise to the challenge, we can gain profound insights into what makes us human, develop new treatments for brain diseases and build revolutionary new computing technologies. Modern computing technology has brought these goals within sight. ICT is ready to give us a completely new understanding of the brain and its diseases; understanding the brain will lead inevitably to radical innovation in computing.

Eigentlich toll, dass soviel Geld in Hirnforschung investiert wird, oder? Auf den ersten Blick sehr erfreulich, zumal auch die Uni Heidelberg (in Person des Physikers Karlheinz Meier) am HBP beteiligt ist.

Dennoch hat „Big Science“ klare Schattenseiten! Drei Probleme seien hier genannt und am Beispiel der Grossforschung CERN illustriert:

• (a) das Problem der „Big budgets“ – 20 Mitgliedstaaten beteiligen sich an CERN und liefern der Einrichtung ein Jahresbudget von 850 Mio € (zum Vergleich: das Jahresbudget der gesamten Uni HD liegt bei etwa 300 Mio €). Das Problem dabei: Big Science kills Little Science, da die Ressourcen endlich sind. Die Idee der Evolution, viele Varianten an den Start zu schicken und zu sehen, wer überlebt, wird damit aufgehoben. Man setzt nur noch eine Karte.
• (b) das Problem „Big staff“: Am CERN arbeiten 3200 Mitarbeiter sowie 10.000 Gastwissenschaftler. Das Problem dabei: Die massenhafte Fabrikation von Daten erzeugt noch kein Wissen. Kreativität bleibt ein individueller Prozeß. Die Veröffentlichungen zum LHC haben Autorenlisten mit >1000 Namen. Hier stößt die Kreditierung von Erkenntnissen durch Autorschaften an ihre Grenzen.
• (c) das Problem „Big machines“ – der Teilchenbeschleuniger (Large Hadron Collider, LHC) kostet >2 Mrd € in der Anschaffung. Das Problem dabei: Unabhängige Replikationen durch andere Forscher sind kaum noch möglich. Wenn ein Fehler in der Anlage gemacht wurde, ist dies von außen nur schwer nachzuweisen. Im Oktober 2011 hiess es plötzlich, dass am CERN Neutrinos schneller als Lichtgeschwindigkeit gefunden worden seien – erst später stellte sich ein fehlerhaftes Kabel heraus, das Einstein recht gab und die Sensationsmeldung der Physiker zu einem kleinlauten Fehlereingeständnis werden ließ.

Nur eine kleines Beispiel zum Vergleich und zum Hinweis darauf, dass gute Forschung nicht unbedingt teure Forschung sein muss. Das Beispiel beschreibt die Entdeckung des Atomkerns vor gut 100 Jahren durch Ernest Rutherford: er entdeckte zusammen mit einem Studenten und einem Post-Doc im Jahr 1911 in seinem Labor in Manchester, dass ein Strahl elektrisch geladener Partikel aus dem radioaktiven Zerfall des Radiums beim Aufprall auf eine Goldfolie keinesfalls glatt hindurchging, sondern einige Partikel glatt zurückflogen – sie waren auf den Atomkern des Golds gestoßen! Die Kosten dieses Experiments: 70 Pfund, die von der „Royal Society of London“ übernommen wurden. Das teuerste Objekt (das benutzte Radium) war eine Leihgabe der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Kreative Wissenschaft = Little Science?

Was die Ergebnisse eines der großen Projekte des letzten Jahrhunderts betrifft – das „Human Genome Project“ – Steven S. Hall fasst im Scientific American 2010, Oct. 18, unter dem Titel „Revolution Postponed: Why the Human Genome Project Has Been Disappointing“ die Enttäuschung über das Riesenprojekt in freundliche Worte und richtet den Blick auf zukünftige Forschung:

„So far the work has yielded few medical applications, although the insights have revolutionized biology research. Some leading geneticists argue that a key strategy for seeking medical insights into complex common diseases—­known as the “common variant” hy­poth­e­sis—­is fundamentally flawed. Others say the strategy is valid, but more time is needed to achieve the expected payoffs. Next-generation methods for studying the genome should soon help resolve the controversy and advance research into the genetic roots of major diseases.“

Am Ende eines derart aufwändigen Forschungsprozesses steht die triviale Erkenntnis „further research is needed“. Und natürlich steht immer die ethisch begründete Frage im Raum, ob mit dem Geld nicht andere Vorhaben hätten gefördert werden sollen, die einen größeren Nutzen für die Menschheit hätten.

zum Stöbern hier 10 Riesenprojekte: http://www.popsci.com/science/gallery/2011-07/big-science-universes-ten-most-epic-projects?image=0

NACHTRAG 3.2.2016:

Es gibt zwar weiter Geld für das HBP, aber auch neue Leitungsstrukturen, siehe NZZ 5.11.2015