Was ist Computational Neuroscience?
Computational Neuroscience ist eine vielfältige und interdisziplinäre Wissenschaft. Es vereint viele Bereiche wie Kognitionswissenschaft, Elektrotechnik, Physik und Informatik in einem zusammenhängenden Feld. Ziel ist es, eine Reihe von biologischen, gehirn- und neuronalsystembezogenen Phänomenen unter einem multidisziplinären Gesichtspunkt zu erklären. Die aus solchen Studien gewonnenen Informationen könnten für die Zukunft verschiedener medizinischer Bereiche von Nutzen sein. Das übergeordnete Ziel der Computational Neuroscience ist es, das Phänomen des Bewusstseins zu erklären.
Das Gebiet hat mehrere Schwerpunkte. Ein Schwerpunkt ist die Fähigkeit des menschlichen Gehirns, zu unterscheiden und zu lernen. Menschen und Tiere können nicht nur zwischen verschiedenen Dingen wie Mauern und Bäumen unterscheiden, sondern auch zwischen sehr ähnlichen Dingen wie Gesichtern. Die Menschen werden das Gesicht eines alten Freundes in einer Menschenmenge auch nach mehreren Jahren der Trennung noch erkennen. So normal das auch klingen mag, es ist eine erstaunliche Leistung, die Neurowissenschaftler immer noch nur schwer verstehen.
Das Verhalten neuronaler Netze ist ein weiterer wichtiger Schwerpunkt der Computational Neuroscience. Dieser Schwerpunkt nutzt vor allem das Gebiet der Informatik. Wissenschaftler versuchen, die Methoden und Muster der Signalübertragung im gesamten Gehirn zu verstehen. Dies ist für die neuronale Modellierung von entscheidender Bedeutung, indem präzise Modelle neuronaler Interaktionen im Gehirn erstellt werden.
Gedächtnis, ein Thema, das Psychologen seit Jahrzehnten verwirrt, ist ein wesentlicher Bestandteil der Computational Neuroscience. Neurowissenschaftler arbeiten daran, die Veränderungen zu erklären, die Erinnerungen im Laufe der Zeit erfahren. Im Wesentlichen möchten sie das Kurzzeit-, Mittelzeit- und Langzeitgedächtnis vollständig erläutern. Die aktuelle Erforschung des Gedächtnisses konzentriert sich hauptsächlich auf Synapsen, wie sie sich im Laufe der Zeit verändern und wie sie auf äußere Reize reagieren.
Einzelne Neuronen sind ein Hauptinteresse der Computational Neuroscience. Netzwerke von Neuronen senden Signale durch den Körper. Motoneuronen weisen Körperteile an, zu handeln, während sensorische Neuronen dem Gehirn über äußere Reize wie die Temperatur Bericht erstatten.
Während Neuronen nur einzelne Zellen sind, sind sie außerordentlich komplex. Die Wissenschaftler beginnen zu erkennen, dass sie auf verschiedene Reize unterschiedlich reagieren und sich im Laufe der Zeit gegebenenfalls anpassen können. Computational Neuroscientists hoffen, diese Phänomene in einem zusammenhängenden neuronalen Modell zu erklären.
Das Nervensystem, vom Gehirn bis zu den Zehenspitzen, ist seit Ewigkeiten unerklärlich. Bewusstsein, das, was den Menschen wirklich von den anderen Organismen unterscheidet, ist immer noch jenseits des Rahmens der Biologie oder Psychologie. Computational Neuroscience kombiniert mehrere Felder, um diese menschlichen Geheimnisse zu erklären. Schließlich kann das Feld eine Schlussfolgerung über das Bewusstsein selbst ziehen.