Wissenschaft und Technik

Mensch und Maschine – der künstliche Mensch

Eine Technik, bei der organische und maschinelle Materie miteinander verbunden werden, stellt schon lange einen heiligen Gral der Wissenschaft da. […]

Andy Kelly | Unsplash

Begegnung auf dem Kuromon Ichiba Market, Ōsaka-shi, Japan

Eine Technik, bei der organische und maschinelle Materie miteinander verbunden werden, stellt schon lange einen heiligen Gral der Wissenschaft da. Allerdings werden die Forscher durch die Komplexität des menschlichen Körpers immer wieder vor Hindernisse gestellt. Wir geben einen Einblick in die Arbeit der modernen Frankensteins.

Die Funktionen des Körpers zu verstehen gelingt inzwischen recht gut, doch sie nachzubauen ist bei den unendlich komplexen Strukturen, die meistens auch noch winzig klein sind, eine echte Herausforderung.

Wenn die Technik den Menschen unterstützt:

Anfänge des Nachbauens von menschlichen Organen liegen weit zurück, denn bereits Brillen stellen eine Art Unterstützung des Auges dar. Sie gaben auch die Richtung der Forschung für Jahrhunderte vor. Es ging darum, die „Verschleißteile“ des menschlichen Körpers herzustellen. Diese sind besonders die Extremitäten, aber auch Augen und Ohren. Inzwischen gehören Brillen, Kontaktlinsen und Hörgeräte sowie Herzschrittmacher schon zum Alltag der Gesellschaft. Doch wie sieht es mit der kompletten Rekonstruktion von Organen aus?

Erst 2010 entwickelte ein Australier ein sogenanntes Retina-Implantat, welches auf die Netzhaut (Retina) des Auges gesetzt wird und, mit dem Sehnerv verbunden, deren Funktion übernimmt.

Ein künstliches Herz (Bildquelle: Spiegel online)

Dieser Fortschritt ist bei derart komplexen Organen groß, aber noch immer zeigt er nicht die passenden Ergebnisse. Künstliche Arm- und Beinprothesen gibt es dagegen schon lange, auch, wenn sie natürlich immer besser und wirksamer werden, sodass man sie bei der Verwendung kaum noch von echten Körperteilen unterscheiden kann. Handprothesen werden inzwischen sogar an Nerven angeschlossen und ermöglichen ein nahezu naturgemäßes Zugreifen. Was allerdings noch immer ein Problem darstellt, ist die funktionierende Verbindung von Technik mit dem menschlichen Körper. Die organischen Zellen müssen mit der künstlichen Technik genauso gut klar kommen wie mit anderen Zellen, aber da sämtliche Vorgänge im Körper sowohl elektrischer, als auch chemischer Natur sind, tun sie das oft nicht.

Die Nachbildung organischer Materie ist jedoch nicht nur zur Verwendung im Menschen wichtig. Schon lange werden bestimmte natürliche Bauteile nachgebildet und  diese kommen in der sogenannten Bionik zur Geltung. Bekannte Beispiele sind Klettverschlüsse, welchen Kletten nachempfunden sind, oder Taucheranzüge, deren Oberfläche der Haut von Haien gleicht. In diese Richtung geht auch die Nachbildung ganzer Tiere, wie wir bereits berichteten.

In den letzten Tagen wurden einige neue Verfahren vorgestellt, in denen es eine Verbindung zwischen dieser bionischen Technik und organischer Materie gibt. In den USA gelang es Forschern eine Qualle zu „bauen“. Dabei modellierten sie einen Körper aus Silikon und bestrichen ihn mit Proteinen, auf denen sich Muskelzellen bildeten. Es sind dieselben Zellen wie auch in menschlichen Muskeln. Diese besonderen Zellen haben die Eigenschaft, sich unter Spannung (z.B. durch elektrischen Strom) zusammen zu ziehen. Im Falle der Qualle, dem Medusoid, wie das Objekt genannt wird, bedeutet dieses Zusammenziehen eine Vorwärtsbewegung. Die künstliche Qualle kann sich also schwimmend fortbewegen.

Einen Schritt weiter gingen Forscher des NCATS (National Center for Advancing Translational Sciences), sie bauten gleich einen kompletten Körper – im Kleinstformat.

Die durchsichtigen Kunststoffchips mit jeweils vier bis fünf Zentimetern Größe stellen die einzelnen Organe dar. Auch hier sind organische Zellen in mechanischen Apparaturen verborgen, so dass die Organe funktionieren, wie im menschlichen Körper. Das Ziel ist es, ein komplett durch künstliche Blutbahnen und Nerven verbundenes System des Körpers zu bauen. Der Nutzen daran liegt zum Beispiel darin, dass man die Einflüsse von Viren oder bestimmten Medikamenten testen kann, indem man diese einfach in den Kreislauf hineingibt. Dadurch würden Versuchstiere nicht mehr so oft benötigt und die Ergebnisse in Echtzeit geliefert werden.

Wie weit diese Projekte gehen werden und wie weit wir noch von einem künstlichen Menschen, sowie einer künstlichen Intelligenz entfernt sind, bleibt abzuwarten, doch die Forschungen in diesen Richtungen laufen auf Hochtouren.

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Quellen:
künstliche Qualle: http://www.golem.de/news/medusoid-us-forscher-erschaffen-kuenstliche-qualle-1207-93362.html
Organchips: http://www.golem.de/news/biochips-der-mensch-besteht-aus-zehn-organchips-1207-93440.html
Prothesen: http://www.eprotec.de/prothetik/beinprothesen.html
Retina Implantat: http://www.golem.de/1004/74247.html
Bionik: http://de.wikipedia.org/wiki/Bionik
Bilder:
Mensch und Roboter: http://arbeits-abc.de/wp-content/uploads/2012/06/menschen_roboter.jpg
künstliches Herz: http://www.spiegel.de/img/0,1020,117002,00.jpg

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Gründer von seitenwaelzer, lebt in Münster und beschäftigt sich in seiner freien Zeit mit Bildbearbeitung, Webseitengestaltung, Filmdrehs oder dem Schreiben von Artikeln. Kurz: Pixelschubser.

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Tags: künstlichMaschineMenschProtheseWissenschaft