Into the Brain
Into the Brain
Diese Arbeit gibt einen Einblick in das menschliche Gehirn. Die hierfür erschaffene Webseite zeigt sowohl eine makroskopische Anschauung des Organs als auch die mikroskopische Struktur einer Nervenzelle.
Gestalterisches Mentorat
Alessandro Holler
Kooperationspartner*innen
Taylor Newton,
Blue Brain Project
Alessandro Holler
Kooperationspartner*innen
Taylor Newton,
Blue Brain Project
Das menschliche
Gehirn ist ein unfassbar komplexes Organ. Es beheimatet unseren Verstand und
reguliert die Körperfunktionen. Trotzdem sieht es von aussen nicht raffinierter
aus als eine Walnuss. Nimmt man sich jedoch Zeit, das Innere dieses Organs zu studieren,
eröffnet sich eine unerwartete Schönheit. Unter der gerunzelten Oberfläche des
Gehirns befinden sich Milliarden von Nervenzellen, welche mit ihren
verschlungenen Auswüchsen an einen verwunschenen Wald erinnern. Die Oberfläche
der Neuronen erscheint, wenn man genau hinschaut, wie eine Landschaft.
Um diese Ansichten zugänglich zu machen, habe ich eine Webseite gestaltet, auf der man das Gehirn in unterschiedlichen Grössenordnungen betrachten kann. So hat man die Möglichkeit, das Gehirn in einem durchgehenden Lauf - von makroskopisch bis mikroskopisch - zu erkunden.
Die Idee zu dieser Webseite ist während meines Praktikums beim Blue Brain Project in Genf entstanden, welches sich zur Aufgabe gemacht hat, das Gehirn zu simulieren. Hier erhielt ich Einblick in dieses faszinierende Forschungsgebiet, von dem ich einem Laienpublikum einen kleinen Ausschnitt vermitteln möchte.
Um diese Ansichten zugänglich zu machen, habe ich eine Webseite gestaltet, auf der man das Gehirn in unterschiedlichen Grössenordnungen betrachten kann. So hat man die Möglichkeit, das Gehirn in einem durchgehenden Lauf - von makroskopisch bis mikroskopisch - zu erkunden.
Die Idee zu dieser Webseite ist während meines Praktikums beim Blue Brain Project in Genf entstanden, welches sich zur Aufgabe gemacht hat, das Gehirn zu simulieren. Hier erhielt ich Einblick in dieses faszinierende Forschungsgebiet, von dem ich einem Laienpublikum einen kleinen Ausschnitt vermitteln möchte.
Hier zu sehen ist das Endresultat meines Projektes. Die Webseite kann man mit fogendem Link besuchen: https://www.into-the-brain.ch/
Das erste Bild auf der Webseite ist eine Abbildung des menschlichen Gehirns. Es soll zeigen, dass meine Visualisierungen eine ästhetische Aufarbeitung und eine Komposition von bildgebenden Verfahren sind.
Das Gehirn habe ich mit „Slicer“ rekonstruiert, einem Programm, welches erlaubt schnittbasierte Daten aus bildgebenden Verfahren in dreidimensionale Objekte umzuwandeln. Um das Gehirn als dreidimensionales Objekt exportieren zu können, musste ich zuerst auf mehr als 120 Bildern das umliegende Gewebe löschen. Das auf diese Weise exportierte Gehirn wimmelte jedoch immer noch von Artefakten, welche ich teils in Cinema 4d entfernt und teils in Procreate retuschiert habe.
Dies ist ein Schnittbild aus den MRI Daten. Der Konrast des Bildes wurde bereits so angepasst.
Dies ist das Resultat der Rekonstruktion mit Slicer. Wie man klar sieht ist das Modell noch voller Fehler.
Auf der Webseite neuromorpho.org befinden sich Morphologiedaten von mehr als 100'000 Neuronen. Diese enorme Datenmenge kann man mithilfe von Metadaten navigieren. So konnte ich spezifisch nach Neuronen suchen, welche sich im menschlichen Neocortex befinden.
Die Daten beschreiben die Verästelung des Neurons und den Durchmesser der Äste an mehreren Punkten. Um die Morphologie-Daten in dreidimensionale Objekte umzuwandeln, habe ich ein open source Blender-Skript benutzt, welches der Blue Brain Mitarbeiter Marwan Abdellah geschrieben hat.
Das daraus entstandene Neuron habe ich in Cinema 4d mit Dornenfortsätzen versehen und anschliessend texturiert.
So sieht das Neuron aus nachdem es mit NeuroMorphoVis
in ein Mesh umgewandelt wurde.
Dieser Screenshot zeigt ein Neuron nachdem ich es
mit Dornenfortsätzen versehen habe.
Wenn man ein Protein visualisiert, arbeitet man stets mit Modellen. Die online zugängliche Protein Data Bank enthält etliche Daten zu Molekülstrukturen, welche man mit dem Visualisierungsprogramm „Chimera“ direkt abrufen kann. In Chimera hat man die Möglichkeit, das Protein in mehrere Modelle umzuwandeln, das Bändermodell, das Stäbchenmodell und die hydrophobische Oberfläche.
Für meine Visualisierung habe ich das Modell der hydrophobischen Oberfläche gewählt, da dieses dem echten Erscheinungsbild eines Proteins meines Erachtens am nächsten kommt.
Bändermodell eines Ampa Rezeptoren
Stäbchenmodell eines Ampa Rezeptoren
Modell der hydrophobischen Oberfläche eines Ampa Rezeptoren
Farbe ist ein wichtiges Werkzeug, um in einem Bild Akzente zu setzen und unsichtbares sichtbar zu machen. Auch in der Neurobiologie ist es üblich, Gehirnpräparate einzufärben, um die darin vorhandenen Neuronen sichtbar zu machen. In diesem Projekt habe ich mich jedoch dagegen entschieden Farbe zu verwenden.
Objekte auf einer makroskopischen Ebene, wie das Gehirn, haben eine klare Eigenfarbe, die Farbe eines Neurons oder gar eines Proteins ist jedoch weitaus schwieriger zu definieren. Da all diese Dimensionen Teil der gleichen Visualisierung sind, ist es unumgänglich, Falschfarben zu verwenden. Dies lässt die drei Optionen offen. Entweder man benutzt von Anfang an Falschfarben, man benutzt Falschfarben erst, wenn man die tatsächliche Farbe nicht mehr bestimmen kann oder man benutzt gar keine Farben.
Da die farblose Visualisierung keine falschen Informationen suggeriert, habe ich mich für dieses Vorgehen entschieden.
Auch wenn ich im Gymnasium nicht jedes Aufgabenblatt zu 100 Prozent ausgefüllt habe, konnten sich die Lehrpersonen stets sicher sein, eine Zeichnung von mir darauf zu finden. Noch heute bleiben nur wenige meiner Blätter davon verschont, von mir mit einem kleinen Gesicht bekritzelt zu werden. Auch bei dieser Arbeit konnte ich es nicht lassen, ein Gesicht zu malen, in diesem Fall jedoch nicht analog, sondern digital.
Das Gesicht ist in meiner Arbeit nicht nur mein persönlicher Stempel, sondern soll als Kontextualisierung dienen und dem Besucher ermöglichen, sich damit zu identifizieren.
