Decade of the human Brain Das Jahrzehnt
des menschlichen Gehirnsin Deutschland
Eine Initiative führender deutscher Hirnforscher
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Die Idee
• Den Anstoß für die deutsche Initiative gab die „Decade of the Brain“ (1990-1999) in den USA
• 1990 Führende Neurowissenschaftler in den USA suchen einen Schirmherren für ihre Initiative. Sie gewinnen dafür US-Präsident George Bush, der noch im selben Jahr die „Decade of the Brain“ ausruft
• 1990-1999 Die Initiative setzt in zehn Jahren rund 800 Mio. Dollar Forschungsgelder frei, die zu einem enormen Aufschwung der Neurowissenschaften in den USA führen
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Die deutsche Initiative
• Acht führende deutsche Hirnforscher haben sich zu der Initiative „Dekade des menschlichen Gehirns“ (2000-2010) zusammen geschlossen
• Die Dekade wurde offiziell im April 2000 in Bonn durch Ministerpräsident Wolfgang Clement (NRW) eröffnet
• Die Initiative soll in die Gründung der Stiftung „Menschliches Gehirn“ münden, die Projekte im Bereich der Hirnforschung am Menschen fördert
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Die Initiatoren
Prof. Dr. Christian E. Elger (FRCP) - Sprecher der InitiativeDirektor der Klinik für EpileptologieUniversität Bonn
Prof. Dr. Dr. h.c. Joachim TreuschDirektor des Forschungszentrums Jülich
Prof. Dr. Hans-Jochen HeinzeDirektor der Klinik für Neurologie IIUniversität Magdeburg
Prof. Dr. Henning ScheichDirektor des Leibniz-Instituts für NeurobiologieMagdeburg
Prof. Dr. Bert SakmannMax-Planck-Institut für Medizinische Forschung, HeidelbergNobelpreis 1991
Prof. Dr. Dr. Gerhard RothProfessor für Biologie, Universität BremenDirektor des Hanse-Wissenschaftskollegs Oldenburg
Prof. Dr. Karl M. EinhäuplDirektor der Klinik für NeurologieCharité Berlin
Prof. Dr. Albert C. LudolphDirektor der Klinik für NeurologieUniversität Ulm
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Ziele der Initiative
• Die Hirnforschung in Deutschland soll durch gezielte Investitionen aus der Wirtschaft in den nächsten zehn Jahren revolutioniert und Deutschland zu einem führenden Hirnforschungsstandort ausgebaut werden
• Andere Länder sind deutlich aktiver in der Hirnforschung
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1996 1997 1998 1999 2000
USA Großbritannien Deutschland
Anzahl Veröffentlichungen zum wichtigsten Hirnforschungsbereich - Funktionelle Kernspintomographie - in Top-Journalen (Nature, Science, etc.)
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Ziele der Initiative
• Stärkere Vernetzung der Hirnforschung mit anderen Forschungsgebieten (z.B. Informationstechnologie, Neurobionik, Robotik, Ergonomie)
• Früherkennung von Krankheitsbildern
• Optimierung von Therapieverfahren
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Ziele der Initiative
• Die Diskussion ethischer Aspekte der Hirnforschung in Politik, Wirtschaft und Bevölkerung kompetent gestalten
• Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses
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Warum in Hirnforschung investieren?
• Um von Know-how-Transfer aus der Wissenschaft durch neue Produkte zu profitieren und so einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil zu erlangen
• Eine breit gefächerte Berichterstattung in den Medien über die Projekte wird die Initiative begleiten
• Professionelle Agenturen sorgen für die Öffentlichkeitsarbeit
• Investoren erhalten so eine Vielzahl von prominenten Plattformen, um ihr gesellschaftspolitisches Image zu verbessern
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Faszination GehirnKapazität, Leistung und Schnelligkeit
• 500 Impulse pro Sekunde kann eine einzelne Nervenzelle im Gehirn aussenden
• 100 km lang ist das Netz aus 100 Milliarden Nervenzellen und mehr als 100 Billionen Synapsen im Gehirn
• 2% Körpermasse verbrauchen 20% der Energie
• Ohne Gehirn kein Denken, Fühlen, Sehen, Sprechen, Schmecken, Riechen, Träumen, Bewegen, Erinnern, Erkennen, „Bewusst Sein“
• 360 km/h schnell ist die Übertragungsgeschwindigkeit von Informationen zwischen zwei Nervenzellen
• Übertragungsrate im gesamten Zentralen Nervensystem: ca. 11.000 kbit/s (über 150-fache ISDN-Geschwindigkeit)
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Neue Wege für die Gehirn-Forschung
• Neue Analyseverfahren bieten ungeahnte Möglichkeiten für ein besseres Verständnis der komplexen Zusammenhänge im menschlichen Gehirn
• Dem Gehirn beim Arbeiten zusehen, durch:
EEG (Elektroenzephalographie)
funktionelle Kernspintomographie
MEG (Magnetenzephalographie)
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Projekt 1: Was ist be-“merkenswert“ ?Wie unser Gehirn Nachrichten bewertet
• Ziele der Forschung: Untersuchung, wie Reize im Gedächtnis erkannt und
eingespeichert werden Erforschung der Merkmale von Informationen, die das
Nervenzellsystem im Gehirn besonders aktivieren Optimierung von Lernprozessen Untersuchung, wie bewusste/unbewusste Reize
wahrgenommen werden
• Mögliche Investoren: Marketing-/Werbeagenturen Fortbildungsinstitute Verlage Konsumgüter-Industrie, Handel
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Projekt 1: Was ist be-“merkenswert“ ?Wie unser Gehirn Nachrichten bewertet
• Untersuchungsmethode: funktionelle Kernspintomographie Tiefenelektroden (Epilepsiepatienten)
• Projektdauer: 2 Jahre
• Projektbedarf: 2 wissenschaftliche Mitarbeiter
(Psychologe/Mediziner und Physiker) externe Programmierarbeiten
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Projekt 1: Was ist be-“merkenswert“ ?Wie unser Gehirn Nachrichten bewertet
• Nutzen für Investoren:
Steigerung des Bekanntheitsgrades
Verbesserung des Images
Kreation von Eye-Catchern
Überprüfung und Optimierung von Werbekampagnen durch gezielte Hirnaktivierung und höhere Aufmerksamkeit
17%25%
16%Der Börsengang der Deutschen
Post mit den Brüdern Gottschalk
Die AOL-Kampagne mit Boris Becker Die Kampagne des Energie-versorgers e-on
Quelle: Werben und verkaufen +Focus Medialine
Basis: 100%, 191 Befragte
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Projekt 1: Was ist be-“merkenswert“ ?Wie unser Gehirn Nachrichten bewertet
• Nutzen für Investoren:
Gezieltes Design von Produkten/Verpackungen mit hohem Wiedererkennungswert
Bestehende Produkte mit be-“merkenswerten“ Neuigkeitsmerkmalen versehen
Motorradhelm BMW System 4
PKW Mercedes-Benz S-Klasse
PKW Volkswagen Lupo
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Projekt 1: Was ist be-“merkenswert“ ?Wie unser Gehirn Nachrichten bewertet
• Nutzen für Investoren:
Weiterentwicklung von KI-Projekten (künstliche Intelligenz)
Vorträge von Neurowissenschaftlern auf Firmenveranstaltungen
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Projekt 2: Wen finden wir schön?Wie unser Gehirn Gesichter bewertet
• Ziele der Forschung: Erforschung der Charakteristika, die ein Gesicht attraktiv
erscheinen lassen Untersuchung von Gesichtsmerkmalen, die zu hohen
Erinnerungswerten führen Analyse, inwieweit sich die visuelle von der verbalen
Kommunikation hinsichtlich der Einprägsamkeit unterscheidet
• Mögliche Investoren: Marketing-/Werbeagentur Casting-Agenturen Konsumgüter-Industrie, Handel werbetreibende Wirtschaft Modebranche Kosmetikbranche
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Projekt 2: Wen finden wir schön?Wie unser Gehirn Gesichter bewertet
• Untersuchungsmethode: funktionelle Kernspintomographie Tiefenelektroden (Epilepsiepatienten)
• Projektdauer: 2 Jahre
• Projektbedarf: 2 wissenschaftliche Mitarbeiter
(Psychologe/Mediziner und Physiker) externe Programmierarbeiten
• Werden Projekt 1 und 2 finanziell gefördert, wird ein wissenschaftlicher Mitarbeiter weniger benötigt
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Projekt 2: Wen finden wir schön?Wie unser Gehirn Gesichter bewertet
• Nutzen für Investoren:
Die Auswahl von Personen für alle Arten von Werbeaktionen (Werbeprospekten, Katalogen u.ä.) wird durch den gezielten Einsatz objektiver Sympathiemerkmale von Gesichtern optimiert
Medienauftritte von Firmenvertretern werden durch Herausstellen bestimmter Gesichtsmerkmale positiv beeinflusst
Zielgenaueres Casting von Pop- und Filmstars
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Projekt 3: Was merken wir uns?Welche Worte im Gehirn hängen bleiben
• Ziele der Forschung: Erkennen, inwieweit der Erinnerungswert von Worten an einen
besonderen Kontext gebunden ist
Erforschung, ob die Struktur oder die syntaktische Einbindung eines Wortes für die Erinnerung entscheidend ist
Untersuchung, wie das Wortgedächtnis im Detail abläuft
Vorhersage, welche Worte (z.B. eines Textes) in Erinnerung bleiben werden
Frühdiagnose von altersbedingten Hirnerkrankungen (wie z.B. Demenz)
• Mögliche Investoren: Pharma-Industrie Gesundheitsbranche werbetreibende Wirtschaft Marketing-/Werbeagenturen
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Projekt 3: Was merken wir uns?Welche Worte im Gehirn hängen bleiben
• Untersuchungsmethode: Tiefenelektroden (Epilepsiepatienten)
• Projektdauer: 3 Jahre
• Projektbedarf: 2 wissenschaftliche Mitarbeiter
(Linguist/Psychologe und Mediziner)
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Projekt 3: Was merken wir uns?Welche Worte im Gehirn hängen bleiben
• Nutzen für Investoren: Gezielte Kreation von Produkt-, Marken-, Firmennamen u.ä. Effizientere Gestaltung von Werbetexten, Prospekten,
Firmenbroschüren u.ä. durch höhere Wiedererkennungswerte Slogans mit hohem Aufmerksamkeitswert
Optimierung von Reden und Vorträgen
Effektivere Trainingsprogramme Verbesserte Weiterbildungsmaßnahmen Profitieren vom Wachstumssegment E-Learning
„Bin ich denn schon
drin?“
„Nicht immer, aber immer
öfter.“
„Da werden Sie
geholfen.“
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Projekt 4: Wie lernen wir?Was unser Gehirn mit Informationen macht
• Ziele der Forschung: Erkennen, wie Informationen auf Zellebene gespeichert
werden Mikroskopische Untersuchung der oberen Hirnschicht am
lebenden Organismus Dokumentation aktivitätsabhängiger Strukturveränderungen
von Nervenzellen Etablierung einer revolutionär neuen Untersuchungsmethode
am menschlichen Gehirn
• Mögliche Investoren: Fortbildungsinstitute Spielebranche Computerbranche Musikindustrie Kommunikationsbranche Pharmazeutische Industrie
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Projekt 4: Wie lernen wir?Was unser Gehirn mit Informationen macht
• Untersuchungsmethode: Zwei-Photonen konfokale Mikroskopie Die Technik erlaubt heute Einblicke in die Funktionsweise des
menschlichen Gehirns, die noch vor wenigen Jahren unvorstellbar erschienen
• Projektdauer: 3 Jahre
• Projektbedarf: 2 akademische Stellen
(Physiker und Neurowissenschaftler) Verbrauchsmaterial Zwei-Photonen konfokales Mikroskop
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Projekt 4: Wie lernen wir?Was unser Gehirn mit Informationen macht
• Nutzen für Investoren:
Mitwirken an revolutionären Erkenntnissen der Wissenschaft über Lernen und Spielen
Innovationen für KI- und IT-Projekte(Verschmelzung von Hard- und Software)
Frisches Image durch innovatives Wissenschafts-Sponsoring
Besseres Verständnis der Wirkungsweise von Medikamenten
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Hirnbezogene Erkrankungen
• Im Jahr 2000 entstanden bereits 50% aller Gesundheitskosten in Deutschland durch hirnbezogene Erkrankungen = ca. € 100 Mrd.
• Im Laufe des Lebens erleidet jeder 4. eine hirnbezogene Erkrankung.
• Weltweit leiden 450 Mio. Menschen an neurologischen oder psychiatrischen Erkrankungen:
• Allgemeine Pflegestatistik für Deutschland: in 2002 insgesamt 2,02 Millionen Pflegebedürftige 1,31 Millionen aller Pflegebedürftigen sind älter als 75 Jahre
800.00050.000.000Epilepsie
DeutschlandWeltweit
4.000.000120.000.000Depression
800.00037.000.000M. Alzheimer
n.a.25.000.000Schizophrenie
Quellen: Bickel, WHO, Klinik für Epileptologie
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Demographische Entwicklung in Deutschland
• Im Jahr 2000 lebten in Deutschland 13 Millionen Menschen, die älter als 65 Jahre sind.
• Im Jahr 2050 werden 20 Millionen Menschen zur Altenbevölkerung (65 Jahre und älter) zählen.
• Im Jahr 2050 werden fast 30% der Deutschen älter als 65 Jahre sein.
Quelle: Statistisches Bundesamt (2000)
Bevölkerung in Deutschland nach Altersgruppen (in 1.000 Personen)
17.487 15.474 14.103 13.430 12.388 11.462
9.6409.711 9.070 7.932 7.639 7.224
25.96824.195
20.596 20.159 18.339 16.911
15.55415.756
19.34316.443
14.716 14.591
13.336 16.362 17.226 20.014 21.464 20.193
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2000 2010 2020 2030 2040 2050
unter 20 20-30 30-50 50-65 65 und mehr
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Entwicklung der Zahl von Demenzkranken
Quelle: Bickel (2001)
• Die Zahl der Demenzkranken wird
sich bis 2050 von ca. 1 Millionen auf über 2 Millionen mehr als verdoppeln.
• Der Grund: Das Risiko steigt mit dem Alter.
• So leidet im Alter zwischen 65 und 69 Jahren jeder Zwanzigste daran, aber zwischen 70 und 74 ist schon jeder Zehnte betroffen.
Entwicklung der Zahl von Demenzkranken in Deutschland bei gleich bleibenden altersspezifischen Prävalenzraten
050100150200250300350400450500550600650
2000 2010 2020 2030 2040 2050Jahr
in 1
.000
65-69 Jahre 70-74 Jahre
75-79 Jahre 80-84 Jahre
85-89 Jahre 90 Jahre und älter
953,5
1.155,2
1.388,2
1.561,4
1.810,8
2.046,2
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Kostenentwicklung bei Demenzerkrankungen
Kosteneinsparungen an Demenzpatienten bei "Verjüngung" des Gehirns um 5 Jahre
0102030405060708090
2000
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
Jahr
Mit
tler
e K
ost
en in
M
rd. E
uro
Geschätzte Kostenentw icklung Kostenentw icklung bei "Verjüngung" um 5 Jahre
• Im Jahr 2050 werden Kosten i.H.v. 90 Milliarden Euro durch Demenzkrankheiten prognostiziert.
• Durch eine Verzögerung des Krankheitsverlaufes um 5 Jahre könnten die Gesundheitskosten um fast 40 Milliarden Euro gesenkt werden.
Quelle: Statistisches Bundesamt (2000), Hallauer et al. (2000), Bickel (1999)
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Durchschnittliche Kosten für einen Alzheimer-Patienten
Aufgliederung der durchschnittlichen Gesamtkosten i.H.v. 44.000 Euro für Alzheimer-Patienten (pro Jahr)
1.100
12.961
29.706
Gesetzliche Krankenversicherung Pflegeversicherung Familien
Quelle: Hallauer et al. (2000)
• Auf die Alzheimer-Krankheit entfallen etwa zwei Drittel der Demenz-Erkrankungen
• Die Gesamtkosten für einen Alzheimer- Patienten betragen durchschnittlich ca. 44.000 € im Jahr
• Die Familien tragen zwei Drittel dieser Kosten
• Alzheimer zählt nach Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Krebs zu den drei teuersten Krankheiten.
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Jahrzehnt des menschlichen Gehirns (2000-2010)Zusammenfassung
Initiative „Jahrzehnt des menschlichen Gehirns“
Deutsche Stiftung „Menschliches Gehirn“
Wissenschaftsförderung Public Relations
Grundlagenforschung Öffentliches Interesse Klinische Forschung Ethik-Diskussion Angewandte Forschung Scientific Sponsoring
Wiss. Nachwuchs
Abbau aller Hindernisse einer effizienten weiteren Entwicklung der Hirnforschung (in Deutschland)
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Verein zur Förderung der Erforschung des menschlichen Gehirns e.V.
• Gründung: 05. April 2000
• gemeinnütziger Verein, der bis zur Gründung einer Stiftung die Aktivitäten der Initiative „Dekade des menschlichen Gehirns“ koordiniert
• Vorsitzender: Prof. Dr. Christian E. Elger
• Internet: www.menschliches-gehirn.de
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Kontakt
Prof. Dr. Christian E. ElgerUniversitätsklinik für Epileptologie
Universität Bonn
Sigmund-Freud-Straße 25
53105 Bonn
Tel. (0228) 287-5727
Fax (0228) 287-4328
Wolfgang BüscherBüscher & HofschulzGrenzstraße 653340 MeckenheimTel. (02225) 9197-0Fax (02225) [email protected]
Dr. Bernhard Blohmequinet Communications AG
Gräfstraße 97
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Tel. (069) 58997-300
Fax (069) 58997-349