CogLinks: Ein Durchbruch in der algorithmischen Psychiatrie durch ein neuartiges Gehirnmodell

Forscher der Tufts University haben in enger Zusammenarbeit mit Kollegen der Ruhr-Universität Bochum (Deutschland) ein bahnbrechendes Computermodell namens CogLinks entwickelt. Dieses innovative Werkzeug, das man sich wie einen „Flugsimulator“ für neuronale Schaltkreise vorstellen kann, ermöglicht es Wissenschaftlern, die Mechanismen der Entscheidungsfindung und der Verhaltenskorrektur im Gehirn unter sich ändernden äußeren Bedingungen detailliert zu untersuchen. Die Veröffentlichung in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ vom 16. Oktober 2025 beschreibt, wie CogLinks zentrale kognitive Funktionen – nämlich Lernen, Fehlerkorrektur und Anpassung – innerhalb neuronaler Netze nachbildet.

Im Gegensatz zu vielen Systemen der künstlichen Intelligenz, die oft als undurchsichtige „Black Box“ fungieren, zeichnet sich CogLinks durch seine biologische Fundierung aus. Das Modell bildet die Architektur und die Verbindungen realer Neuronen präzise nach. Es demonstriert nicht nur die erfolgreiche Bewältigung kognitiver Aufgaben, sondern auch die Momente, in denen diese Prozesse fehlschlagen. Dies ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Natur psychischer Störungen. Diese inhärente Transparenz erlaubt es, nachzuvollziehen, wie das Gehirn in mehrdeutigen Situationen „Urteile fällt“ – eine Fähigkeit, die die Grundlage für flexibles Verhalten und bewusste Entscheidungen bildet.

Um die Validität des Modells zu überprüfen, wurden Experimente mit freiwilligen Probanden durchgeführt, bei denen funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) eingesetzt wurde. Die Teilnehmer mussten eine Aufgabe bewältigen, die einen schnellen Strategiewechsel nach einer plötzlichen Regeländerung erforderte. Die daraus resultierenden fMRT-Daten bestätigten die Vorhersagen von CogLinks eindrücklich: Der mediodorsale Thalamus (der Sehhügel) fungiert als eine Art „Schaltzentrale“. Er koordiniert die flexible Planung, die in der präfrontalen Kortex angesiedelt ist, mit den automatischen Gewohnheiten, die vom Striatum gesteuert werden.

Die Forschungsgruppe, geleitet von Professor Michael Halassa, einem Neurowissenschaftler an der Tufts University, sieht in dieser Arbeit den Beginn einer Ära der „algorithmischen Psychiatrie“. Dieses Feld zielt darauf ab, mithilfe von Computersimulationen die biologischen Ursachen psychischer Erkrankungen präzise zu kartieren, um gezielte therapeutische Interventionen entwickeln zu können. Professor Halassa betonte, dass das übergeordnete Ziel darin bestehe, Biologie, Computerwissenschaften und klinische Praxis zu vereinen, um den menschlichen Geist genauer abzubilden. Er erklärte dazu: „Wenn wir verstehen, wie das Gehirn von der Norm abweicht, können wir lernen, es neu einzustellen.“

Dr. Mien Brabeeva Wang, die Erstautorin der Studie und Doktorandin am Massachusetts Institute of Technology (MIT) im Labor von Halassa, hob hervor, dass CogLinks dabei helfen kann, zu entschlüsseln, wie Mutationen, die mit Schizophrenie in Verbindung stehen und Rezeptoren im gesamten Gehirn betreffen, die für flexibles Denken notwendige Informationsorganisation stören. Diese Erkenntnis liefert einen detaillierten, beobachtbaren Mechanismus zum Verständnis kognitiver Flexibilität und Dysfunktion und ebnet den Weg für eine stärker personalisierte psychiatrische Versorgung.