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Erschienen in:
2017 | OriginalPaper | Buchkapitel
15. Wie ist unser eigenes, extrem leistungsfähiges Gehirn aufgebaut?
verfasst von : Thomas Dandekar, Meik Kunz
Erschienen in: Bioinformatik
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
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Zusammenfassung
Unser Gehirn bekommt durch seine modulare Bauweise die Fähigkeit zu denken. Dabei werden Nervenzellverbände trainiert wie neuronale Netzwerke im Computer. Training und Übung festigen oder löschen Synapsen. In den assoziativen Regionen unseres Großhirns liegen so viele Nervenverknüpfungen vor, dass es vorteilhaft wird, integriert und nicht lokal Information zu verarbeiten. Es entstehen Interferenzmuster ähnlich einem Hologramm. Die Bioinformatik dekodiert neuromolekulare Signale auf vielen Ebenen: Genetische Faktoren der neuronalen Reifung und Krankheiten, die man mithilfe der OMIM-Datenbank, Genom- und Transkriptomanalysen erhellen kann. Auf der Ebene der Nervenzelle können Proteinstrukturen, insbesondere Rezeptoren und ihre Aktivierung mit Proteinstrukturanalysen, molekularer Dynamik und Datenbanken (z. B. DrumPID-, PDB-Datenbank) im Detail beschrieben werden sowie zugrunde liegende zelluläre Netzwerke, Protein-Protein-Interaktionen und beteiligte Signalkaskaden. Gehirnbaupläne, sogenannte Konnektome (‚Connectome‘), liegen schon für C. elegans vor und werden intensiv für andere Modellorganismen und den Menschen vorangebracht. Zahlreiche Spezialsoftware steht für klinische Auswertungen (EEG, Computertomogramme) zur Verfügung (‚Medizinische Informatik‘), aber auch für neurobiologische Experimente (z. B. ein neuronal activity detection tool).