Big Data – Computerspiel Space Invaders soll Hirnforschung vorantreiben

31. Januar 2017

Mit Big Data Analytics können große Datenmengen innerhalb kurzer Zeit gesammelt und verarbeitet werden und für Unternehmen entsprechende Handlungsempfehlungen liefern. Auch in der Hirnforschung steht Big Data nun im Fokus, um das menschliche Gehirn zu entschlüsseln. Hier soll ausgerechnet ein Computerspiel von 1978 zum Durchbruch führen.

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Mit diesem Beispiel können Sie sich das aktuelle Forschungsprojekt wahrscheinlich besser vorstellen.

Denken Sie an ein kaputtes Radio. Dieses muss, damit es repariert werden kann, in alle Einzelteile zerlegt werden. Der Fehler wird gefunden, ersetzt und das Radio wieder zusammengebaut – sprich rekonstruiert.

Genau das haben auch die amerikanischen Wissenschaftler Eric Jonas und Konrad Paul Kording für das Feld der Neurowissenschaften vor. Sie wollen auf Basis einer Rekonstruktionstheorie die Hirnforschung vorantreiben. Hier wird allerdings kein menschliches Gehirn in alle seine Bestandteile „zerlegt“, sondern vielmehr sollen alle (verfügbaren) Daten und Informationen aus dem Gehirn gesammelt, ausgewertet und dann wieder zu einem komplexen Gebilde rekonstruiert werden.

Computerspiel Space Invaders dient als Fallstudie

Jonas und Kording wählten für ihre Forschung vorerst ein relativ einfaches Testsystem, das den ersten Schritt zum wesentlich komplexeren menschlichen Gehirn darstellen soll. So verwendeten sie einen MOS-6502-Prozessor, wie er in der Spielekonsole Commodore 64 verwendet wurde.

Die große Frage: Können Wissenschaftler einen Mikroprozessor „verstehen“, sofern nur genügend Daten über das System vorliegen?

Um dieses Ziel zu erreichen, ließen die Wissenschaftler auf dem Prozessor klassische Spiele wie „Pitfall“, „Donkey Kong“ und „Space Invaders“ laufen, um die Zustände des Prozessors beim Abspielen der verschiedenen Spiele zu analysieren. Die Auswahl der Spiele richtet sich hierbei auf das jeweilige Genre – Jump n Run, Geschicklichkeitsspiel und Shooter – die verschiedene Verhaltensmuster symbolisieren sollen.


Hintergrund: In der Theorie entsprechen diese drei Spiele drei verschiedenen Verhaltensweisen eines biologischen Systems, wie etwa dem menschlichen Gehirn. Dieser Vergleich zwischen dem Prozessor und einem Gehirn basiert auf einer Reihe von Ähnlichkeiten, beispielsweise der Vernetzung einfacher Recheneinheiten, einer hierarchischen Organisation sowie der Fähigkeit zur Informationsverarbeitung und Speicherung.


Big Data wird entscheidender Treiber

Ähnlich wie bei der Rekonstruktion eines defekten Radios, müssen Forscher den Aufbau eines Gehirns erst einmal verstehen, bevor sie diesen rekonstruieren können.

Als erster Schritt hierzu kann die Erforschung von „Denkweisen“ simpler Prozessoren dienen. Diese verarbeiten grundsätzlich ähnlich dem menschlichen Gehirn Daten und errechnen daraus eine Aktion beziehungsweise Schlussfolgerung.

Einen wichtigen Hinweis zur Forschung haben Jonas und Kording aber: Laut den Wissenschaftlern müsste klar sein, dass ein digitaler Computer nicht mit einem „analogen“ Gehirn gleichgesetzt werden kann. Hier gäbe es demnach große Unterschiede, die bei weiteren Experimenten unter der Theorie der Rekonstruktion beachtet werden müssten.

Laut den Wissenschaftlern Jonas und Kording bot das Experiment dennoch tiefgreifende Einblicke, die der Hirnforschung neue Erkenntnisse liefern könnten. Denn: Vielmehr dient die Methodik hinter dem Experiment als zukunftsweisende Erkenntnis. Mit Big Data Analytics traf genau das ein, was die Wissenschaftler erwartet haben: Die Analyse vorhandener Daten und deren Gegenüberstellung in verschiedenen Gegebenheiten (Defekt, Virus, etc.) war ein voller Erfolg.

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Quelle Titelbild: iStock via Evernine

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