Künstliche Intelligenz
Neue Methode veranschaulicht Funktion des Gehirns
- Die Danzl-Gruppe und ihre Kolleg:innen fotografiert unter der neuen Michael-Gröller-Brücke.
- Foto: Peter Rigaud | ISTA
- hochgeladen von Philipp Belschner
In einer neuen Publikation, die heute in der Fachzeitschrift Nature Methods veröffentlicht wurde, hat nun ein interdisziplinäres Team von Wissenschafterinnen und Wissenschafter des Institute of Science and Technology Austria (ISTA) eine neuartige Methode zur Beobachtung der Struktur und Dynamik des Gehirns vorgestellt.
KREMS. „LIONESS ermöglicht uns zum ersten Mal, lebendes Hirngewebe umfassend und dicht zu rekonstruieren. Durch das mehrfache Abbilden des Gewebes, können wir mit LIONESS beobachten und messen, wie die dynamische Zellbiologie im Gehirn ihren Lauf nimmt“, so Erstautor Philipp Velicky. „Das Ergebnis ist ein dreidimensionales, rekonstruiertes Bild der zellulären Strukturen. Die vierte Dimension stellt die Zeit dar – die Probe kann nämlich über Minuten, Stunden oder Tage hinweg abgebildet werden“, fügt er hinzu.
- LIONESS macht die Komplexität von dichtem Hirngewebe sichtbar. a: Komplexe neuronale Umgebung b: LIONESS kann die Probe so abbilden und rekonstruieren, dass viele dynamische Strukturen und Funktionen in lebendem Hirngewebe deutlich werden.
- Foto: Johann Danzl
- hochgeladen von Philipp Belschner
Bildgebende Verfahren geben wertvolle Einblicke
Wie genau das menschliche Gehirn funktioniert ist noch immer nicht gänzlich erforscht. Umso spannender, dass ausgerechnet künstliche Intelligenz dabei Helfen soll eines der größten Mysterien der Menschheit zu lüften, oder zumindest mehr Einblick zu erhalten, in die Funktionalität des Gehirns. Ebendas ist Wissenschafterinnen und Wissenschafter in Krems nun gelungen. Mit seinem Netzwerk aus rund 86 Milliarden Neuronen übertrifft das menschliche Gehirn spielend leicht jeden noch so weit entwickelten Computer bei weitem. Wie also gelang es mit moderner Technik trotzdem das Gehirn zu entschlüsseln? Insbesondere bildgebende Verfahren sind entscheidende Instrumente in den Neurowissenschaften. Die Stärken von LIONESS seien vor allem die verfeinerte Optik und die zwei Ebenen des Deep Learning, die den Kern des Systems bilden, hieß es am Montag in einer Aussendung. Die erste Ebene verbessert die Bildqualität, während die zweite die verschiedenen zellulären Strukturen in der dichten neuronalen Umgebung identifiziert.
- Eine Pipeline zur Rekonstruktion von lebendem Hirngewebe. Aufnahme von Mikroskopie mit optimiertem Laserfokus – Bildverarbeitung (DL) – Segmentierung (DL) – visuelle 3D-Analyse.
- Foto: Johann Danzl
- hochgeladen von Philipp Belschner
Kooperationen führten zum Erfolg
Um die gewünschten Ergebnisse erzielen zu können, war die Zusammenarbeit mit mehreren Teams von Nöten. So haben die Gruppe von Johann Danzl und Bernd Bickel, die Gruppe von Peter Jonas und Gaia Novarinos Gruppe sowie die wissenschaftlichen Services (Scientific Service Units, SSUs) und internationale Kooperationspartnerinnen und Kooperationspartner zusammengearbeitet. Danzl über die Zusammenarbeit: „„Wir haben eine dynamische Gruppe von Wissenschafterinnen und Wissenschafter mit einzigartiger Disziplinen-übergreifender Expertise zusammengestellt. Gemeinsam arbeiten wir daran, eine Technologielücke in der Analyse von Hirngewebe zu schließen.“
Mehr zu diesem besonderen Projekt erfährst du unter www.ist.ac.at
Wir haben uns umgehört wie die Bevölkerung zu künstlicher Intelligenz steht. Mehr dazu unten im Video.
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