In einer Pressemitteilung vom 21. Juli kündigte die Monash University in Melbourne, Australien, eine neue Finanzierung für die Forschung an ihren „Mini-Hirn“-Organoiden an – Ansammlungen von Gehirnzellen, die im Jahr 2021 durch das Erlernen des alten Videospiels „Pong“ bekannt wurden. Bei dieser Forschung werden menschliche Gehirnzellen auf einem Siliziumchip gezüchtet, um das maschinelle Lernen zu verbessern. Das australische National Intelligence and Security Discovery Research Grants Program hat 600.000 AUD zur Förderung dieser Forschung bereitgestellt. Assistenzprofessor Adeel Razi leitet die Forschungsarbeiten in Zusammenarbeit mit den Cortical Labs in Melbourne. In Monash werden etwa 800.000 Gehirnzellen in einer Petrischale oder auf einem Chip gezüchtet, denen dann bestimmte Aufgaben beigebracht werden, wie die Fähigkeit, Pong zu spielen. Razi weist darauf hin, dass diese Methode „die Bereiche der künstlichen Intelligenz und der synthetischen Biologie zusammenführt, um programmierbare biologische Computerplattformen zu schaffen – eine neue technologische Fähigkeit, die in Zukunft die Leistung bestehender, rein siliziumbasierter Hardware übertreffen könnte. Die Ergebnisse dieser Forschung hätten bedeutende Auswirkungen auf zahlreiche Bereiche wie Planung, Robotik, fortgeschrittene Automatisierung, Gehirn-Maschine-Schnittstellen und Arzneimittelforschung und würden Australien einen bedeutenden strategischen Vorteil verschaffen.
DishBrain – fähig zu lebenslangem Lernen?
Nach Ansicht der Universität wird sich diese Forschung auf viele Anwendungen des maschinellen Lernens auswirken, wie selbstfahrende Autos, Drohnen und intelligente tragbare Geräte. Diese werden eine neue Art von maschineller Intelligenz erfordern, die in der Lage ist, während ihrer gesamten Lebensdauer zu lernen“, so Professor Razi. Heutige KI könne unter „katastrophalem Vergessen“ leiden, während Hirnorganoide „lebenslang lernen“ und neue Fähigkeiten erwerben können, ohne alte zu verlieren, „sich an Veränderungen anpassen und zuvor erlerntes Wissen auf neue Aufgaben anwenden können – und das alles, während begrenzte Ressourcen wie Rechenleistung, Speicher und Energie geschont werden“. Razis Ziel ist es, mit dem „DishBrain“-System mehr über die biologischen Mechanismen zu erfahren, die lebenslanges Lernen ermöglichen. „Wir werden dieses Stipendium nutzen, um bessere KI-Maschinen zu entwickeln, die die Lernfähigkeit dieser biologischen neuronalen Netze nachahmen. Das wird uns helfen, die Leistungsfähigkeit der Hardware und der Methoden so weit zu steigern, dass sie zu einem brauchbaren Ersatz für das In-Silico-Computing werden“, so Razi.
Müssen Mini-Gehirne „urinieren“?
Am 7. Juli veröffentlichte Forbes Australia weitere Informationen unter dem Titel „Meet the ‚man with 20 brains‘ powering this game-changing Aussie start-up“. Der Gründer und CEO von Cortical Lab, Hon Wen Chong, M.D., konzentriert sich jetzt auf die Entwicklung eines „Körpers in einer Box“, um die neuartigen Gehirnstrukturen zu unterstützen. Nach dem Erfolg von Pong konnte Chong 10 Millionen Dollar von Horizon Ventures mit Sitz in Hongkong einwerben, zu denen sich der bestehende Frühphaseninvestor Blackbird Ventures und In-Q-Tel, der Risikokapitalarm der US Central Intelligence Agency, gesellten. Forbes weist auf das Ziel hin, diese Organoide zu vergrößern, und erklärt, dass solche „Gehirne“ essen, atmen und sogar urinieren müssen. Zunächst lebte DishBrain in einem 37 Grad warmen Inkubator mit voreingestellten CO2- und Sauerstoffwerten, die in einer rosafarbenen Flüssigkeit aus Elektrolyten, Glukose und einem Wachstumsfaktor-Medium um es herum wirbelten“. Chong: „Das ist das Äquivalent zu künstlicher Gehirn-Rückenmarksflüssigkeit, das gleiche Zeug, das unser Gehirn umspült.“
20 Mini-Gehirne und mehr in der Pipeline
„Und so wechseln wir die Windel“, sagt Chong und zeigt auf einen Auslass. „Das ist der Einlass und der Auslass, der Mund und der Hintern, die es uns ermöglichen, es versiegelt zu halten, damit es nicht kontaminiert wird. Es hat kein Immunsystem … Wir saugen 50 % der alten Flüssigkeit ab und füllen sie mit neuer Flüssigkeit, neuen Nährstoffen auf.“
Er weist auch auf eine nierenähnliche Filtrationseinheit und ein „Herz“ hin, das die Nährflüssigkeit umherpumpt. „Dies ist ein Gasmischer, stellen Sie sich das wie eine Lunge vor. Und dies sind zwei Reservoirs für die rosa Flüssigkeit. Die Idee ist, dass dies die Zellen so lange am Leben hält, wie man will. Derzeit verfügt Chong über 20 Mini-Gehirne oder „neuronale Einheiten“ und weitere sind in Planung. In einer energiehungrigen Welt, so Chong, verbrauchen diese organischen Computer weitaus weniger Strom als herkömmliche Computer.
Personalisierte Medizin?
Jetzt ist auch die personalisierte Medizin im Gespräch: „Eines der Dinge, die den Leuten den Kopf verdrehen, ist die Tatsache, dass diese Neuronen aus dem Blut der Menschen gezüchtet werden. Wenn wir Ihnen etwas Blut abnehmen, könnten wir außerhalb Ihres Körpers Neuronen züchten, die genetisch identisch mit denen sind, die sich derzeit in Ihrem Gehirn befinden. Warum sollten Sie das machen wollen? Sie hätten theoretisch die gleichen Eigenschaften wie Ihr Gehirn und damit das gleiche Arzneimittelprofil und die gleichen Krankheitsbilder. Anstatt dass ein Arzt eine Vermutung anstellt: „Nehmen Sie Medikament A und kommen Sie in sechs Wochen wieder und sagen Sie mir, ob es gewirkt hat. Wir sollten schon vor der Verschreibung eines Medikaments genau wissen, dass die Medikamente A, B, C und D für Sie nicht infrage kommen, sodass Sie zu Medikament E übergehen sollten, das die höchste Wirksamkeit aufweist“, bietet Chong an.
Internationaler Wettlauf der Gehirne
In einer geplanten Studie soll untersucht werden, wie aus dem Blut von Freiwilligen hergestellte „Gehirne“ mit bestimmten Medikamenten getestet und dann mit der Reaktion des tatsächlichen Gehirns des Freiwilligen verglichen werden, wenn dieser das gleiche Medikament erhält“. Chong schließt mit den Worten: „Die Europäer haben gerade zehn Millionen Euro in diesen Bereich gesteckt. Wer weiß, was die Chinesen vorhaben, aber ich bekomme tonnenweise Zugriffe aus China. Und auch die Russen sind in diesem Bereich tätig. Aber ich glaube, wir sind das erste kommerzielle Unternehmen, das dies wirklich tut.
