HJERNEN VÅR ER et av de mest komplekse systemene vi vet om. Her finnes hundrevis av milliarder av nerveceller som sitter i tett sammenkoblede nettverk.

En nervecelle er ikke så smart alene. Samarbeidet mellom nervecellene er det sentrale. Det er nettverket som gjør oss geniale, i stand til å huske og planlegge, ha en bevissthet og alle andre mentale egenskaper.

Hvordan nervecellene jobber sammen vet vi imidlertid mindre om enn hvordan de klarer seg for seg selv. Heldigvis finnes det folk som regner på saken.

Gaute Einevoll, fysikkprofessor ved Universitetet for miljø- og biovitenskap i Ås, er med i en gruppe på rundt 10 matematikere, fysikere og informatikere som bruker superdatamaskiner for å regne ut hvordan vi tenker.

- Vi har en god modell for hvordan en enkelt nervecelle virker. Det vi forsøker å gjøre er å bruke matematiske modeller for å forstå hvordan nettverk virker, sier Einevoll i Dagbladet.no. I går holdt han foredrag om arbeidet på Universitetet i Oslo.

Einevoll og resten av gruppa driver med det vi kan kalle matematisk nevrovitenskap. De bruker matematikk og fysikk for eksempel for å forstå hvordan nettverket i hjernen oppfatter bilder.

- Vi kan fore et bilde av en banan inn i nettverket og se på hvordan de ulike nervecellene koder for den informasjonen. Når du ser bildet av bananen, kan vi finne ut hvor cellene som sier i fra er og hvordan nervecellene sier i fra, sier Einevoll.

HVER NERVECELLE er som en liten antenne, den sender ut et elektrisk signal som man kan måle i EEG-målinger.

- Vi regner på hvordan disse signalene ser ut og hva de forteller om aktiviteten i hjernen, sier Einevoll.

Han og gruppa er foreløpig opptatt av å sette opp matematiske modeller. Når de er sikre på at de er gode nok, kan de brukes til å regne ut hvordan behandling av syke kan forbedres, for eksempel bruk av medisiner. Også mennesker som er paralysert, kan ha bruk for forskningen.

- De er ofte blitt lamme fordi nervene i nakken er ødelagt. Men nervecellene som sender signaler til armer og bein er fortsatt operative. De sender og sender, men signalene kommer ikke fram. Vi kan måle signalene fra disse cellene og sende dem direkte til robotarmen. Slik kan man styre ting med tanker, sier Einevoll.

Denne teknologien er på startstadiet, man har fått det til på dyr. For eksempel har forskere fått aper til å mate seg selv ved å styre en robotarm med tankekraft.

- Dette er kommet og blir nok mer utbredt desto mer nøyaktig man kan bli. Skal man drikke en kopp kaffe må man ha god kontroll på robotarmen, sier Einevoll.

DET ER IKKE DET at nevrovitenskapsmennene er så interessert i gnagere, men de har i alle fall regnet på hvordan værhårene hos rotter fungerer. Det er nemlig en finfin måte å forstå hvordan hjernebarken hos pattedyr fungerer, uten at for mange forstyrrende signaler ødelegger beregningene.

Værhårene brukes som kjent for å navigere, for eksempel for gnagere med dårlig syn eller nattdyr. Hva skjer når et værhår bøyes?

- Vi har regnet på hvordan signalene fra værhårene sprer seg i hjernebarken, altså hvordan informasjonen om at et værhår er bøyd kodes inn i hjernebarken, sier Einevoll.

Rottene kommer til nytte når det skal settes opp et modellsystem for å forstå hvordan hjernebarken virker. Med disse modellene kan man få ny forståelse for hvordan pattedyrs hukommelse fungerer.

Forskerne jobber for øvrig til vanlig ikke med dyr, de sitter foran dataskjermen og regner på hvordan dyrehjernen fungerer, men samarbeider også tett med forskningsmiljøer som foretar eksperimenter på hjernen.

OGSÅ I HJERNEN FINNES DET Narvestad'er. Vaktmestercellene, eller støttecellene, er ikke så smarte, men de sørger for at omgivelsene for de lure nervecellene som bærer signalene, er ok.

- Nå regner vi på samvirket mellom nerveceller og støtteceller i hjernen. Vi forsøker å bygge opp modeller som forklarer samspillet, så kan vi i fremtiden teste forskjellige påvirkninger og se hvordan vi kan regulere oppførselen. Når vi forstår ting bedre kan man reparere, gjøre folk friske, få medisiner til å fungere bedre og så videre, sier Einevoll.

I 2007 ga Norges forskningsråd 19 millioner kroner til forskningsgruppa, slik at de skal kunne fortsette sin tverrfaglige forskning på hjernen.

Det går raskt i svingene.

Hver enkelt hjernecelle er ikke så rask, men samarbeidet mellom cellene i nettverket går fort. Derfor jobber forskerne på kraftige superdatamaskiner som er i stand til å lage realistiske simuleringer.

- Fra man viser en banan på en skjerm tar det et tidels sekund for kameradelen i hjernen å ta bildet. Deretter tar det noen tidels sekund før du har skjønt at det er en banan, selv om vi oppfatter at det skjer straks. Vi regner på hvordan signaler sprer seg fra du ser bananen, sier Einevoll.

Denne artikkelen er skrevet av Magasinets nettredaksjon, og ikke publisert i papirutgaven. Har du spørsmål eller kommentarer, send dem til oss på e-post.