Archiv der Kategorie: Biowissenschaften

Nervenzellen verantworten Übergewicht und Lust auf Süßes

Veröffentlicht am von
Antworten

Nervenzellen verantworten Übergewicht und Lust auf Süßes, das deckten Wissenschaftler des Max-Planck-Institutes für Stoffwechselforschung auf.

Übergewicht ist ein weit verbreitetes Phänomen in Industrienationen, die über einen Nahrungsmittelüberfluss verfügen.

Durch die ungesicherte Nahrungsaufnahme unserer Vorfahren entwickelte der Mensch die Möglichkeit Fettzellen aufzubauen, um in schlechten Zeiten davon zehren zu können, in Zeiten der Ernteausfälle, im oder nach einem Krieg oder bei anderen Hungerkatastrophen. So sicherte er sein Überleben.

Übergewicht – eine sinnvolle Einrichtung der Natur

Jahrzehntelanger Nahrungsüberschuss nach dem zweiten Weltkrieg in den Industrienationen führte bei vielen Menschen zu einem ungesunden Übergewicht, da Hungersnöte fehlten, in denen Menschen auf das angesammelte Körperfett zugreifen, um das Überleben zu sichern.

Dieser nützliche biologische Mechanismus wurde in den letzten Jahrzehnten in sein Gegenteil gekehrt, sodass viele Menschen an sogenannten „Zivilisationkrankheiten“ leiden, wie Diabetes Typ II, Bluthochdruck, Durchblutungsstörungen, Fetteber, Atemnot pp., die nach derzeitigem Forschungsstand bei vielen Menschen auf den Nahrungsüberschuss und den Aufbau von zu viel Körperfett zurückzuführen sind, häufig in Kombination mit Bewegungsmangel durch vorwiegend sitzende Tätigkeiten.

Nervenzellen verantworten Übergewicht

Nervenzellen verantworten Übergewicht und Lust auf Süßes

Forscher des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung fanden nun heraus, dass Übergewicht auf bestimmte Nervenzellen zurückzuführen ist.

Die Forschergruppe untersuchte den Hypothalamus von Mäusen und stellte fest, dass für eine erhöhte Nahrungsaufnahme PNOC/NPY-Nervenzellen verantwortlich sind. Diese Nervenzellen befinden sich auch im Gehirn von Menschen.

Die Forscher stellten das mit Hilfe neuer molekularbiologischer und genetischer Methoden fest, die die Vielzahl an Nervenzellen in Cluster unterteilen können.

Etwa 10% der Nervenzellen besitzen einen Leptin-Rezeptor. Das Hormon Leptin wird im Fettgewebe hergestellt und unterdrückt den Hunger.

Entfernten die Forscher den Leptin-Rezeptor, stellte sich bei den Mäusen kein Sättigungsgefühl ein und sie wurden übergewichtig.

Aufgrund der neuen Erkenntnisse, erhoffen sich die Forscher Medikamente gegen Übergewicht entwickeln zu können.

Die Lust auf Süßes nach dem Essen

Warum bei vielen Menschen nach dem Essen die Lust auf Süßes bleibt und ein Dessert gegessen wird, untersuchte das Stoffwechselzentrum ebenfalls-

Untersuchungen an Mäusen ergaben, dass gesättigte Mäuse wie Menschen noch ein Dessert essen.

Durch Hirnuntersuchungen der Mäuse konnte festgestellt werden, dass für das Sättigungsgefühl ebenfalls Nervenzellen verantwortlich sind, sogenannte POMC-Neuronen, die den Appetit unterdrücken.

Die POMC-Neuronen schütten bei den Mäusen nicht nur Sättigungssignale, sondern auch das körpereigene Opiat ß-Endorphin aus, das auf andere Opiat-Rezeptoren wirkt, die Belohnungssignale ausschütten. Das veranlasst die Mäuse dazu, Zucker zu essen, um die Belohnungssignale zu verstärken. Dieser Schaltkreis wird nur bei Zucker ausgelöst, nicht bei üblicher fettreicher Nahrung.

Wird dieser Weg von den Forschern zum Belohnungssystem blockiert, verzichten die Mäuse auf Zucker, allerdings nur satte Mäusen, hungrige nicht.

Wie reagieren Menschen auf Zucker?

Hirnscans konnten zeigen, dass auch bei Menschen das Belohnungssystem im Gehirn reagierte, wenn sie Zuckerlösung erhielten. Wie bei Mäusen liegen die Sättigungs-Neuronen dicht neben den Opiatrezeptoren.

Aus biologischer Sicht ist dieser Mechanismus sinnvoll, da Zucker in der Natur selten ist, aber schnell Energie liefert.

Die Forscher sehen hier eine Relevanz bei der Behandlung von Übergewicht, es gäbe bereits Medikamente, die den Opiatweg im Gehirn blockieren, aber der Gewichtsverlust durch diese Medikamente ist begrenzt. In Kombination mit anderen Medikamenten, könnten sie allerdings hilfreich zur Bekämpfung des Übergewichts sein.

Quelle: Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung

Diskussion

Nervenzellen verantworten Übergewicht und Lust auf Süßes

Lange Zeit wurde übergewichtigen Menschen unterstellt, dass sie ein Disziplinproblem haben. Hier ist die Forschung inzwischen fortgeschrittener und räumt mit den alten Vorurteilen auf. Körperfett aufzubauen sei evolutionär sogar sinnvoll, um Hungersnöte überleben zu können.

Durch den jahrzehntelangen Wohlstand und den Nahrungsmittelüberschuss in den westlichen Industrienationen, die vorangegangenen Hungersnöte in den Kriegs- und Nachkriegszeiten, entwickelte sich jedoch das Problem des Übergewichts mit entsprechenden körperlichen Einschränkungen und gesundheitlichen Problemen bei vielen.

Da durch jahrelanges Übergewicht das Übergewicht aber bei sehr vielen Menschen durch Diäten und Nahrungsumstellung nicht mehr in den Griff zu bekommen ist, werden derzeit in Deutschland vielen Übergewichtigen Magenverkleinerungen, Schlauchmagen, Diätspritzen oder Medikamente zur Gewichtsreduktion angeboten.

Medikamente und Operationen bergen aber Risiken, die die Risiken des Übergewichts übertreffen können, insbesondere können die Operationen gefährlich werden in Zeiten der wirtschaftlichen und politischen Umstrukturierung und von drohenden sowie bestehenden Kriegen. Diätmedikamente können gefährliche Nebenwirkungen haben, Eiweißpulver und Vitaminprodukte, die operierte ehemals Übergewichtige einnehmen müssen, um ihren Körper ausreichend versorgen zu können, können in der Umstrukturierung von Wirtschaft und Macht sowie im Wirtschaftskrieg oder einem möglichen heißen Krieg in den Regalen von Supermärkten, Drogerien und Apotheken fehlen oder stark überteuert sein.

Hinzu kommt, dass die Forschung trotz der beachtlichen Erkenntnisse das Problem nicht löst. Übergewicht in Zeiten wie diesen, kann im Rahmen durchaus sinnvoll sein, wenn keiner weiß, wohin der Wirtschaftskrieg der EU noch führt, der andere Länder treffen sollte, aber auf die EU zurückfällt und die EU zur Zeit Kriegsvorbereitungen trifft.

Die Forschungen untersuchen nicht, wieso ein Mensch übergewichtig wird, der andere nicht. Das kann viele Ursachen haben, die offen bleiben. Auch sind nicht alle Menschen darauf konditioniert, mit Zucker ihr Belohnungssystem anzuregen, sie wollen kein Dessert, wenn sie satt sind.

Denkanstoß zu den möglichen Ursachen von Übergewicht und Lust auf Süßes

Während des Wirtschaftsaufschwungs in den 70er/80er Jahren wurden viele Kinder gezwungen, ihren Teller aufzuessen, auch wenn sie satt waren, da die Eltern noch Hungersnot in der Kriegs- und Nachkriegszeit erlebt hatten. Führte das zu Beginn noch zu Übelkeit, lernte das Kind mit der Zeit, sein Sättigungsgefühl nicht mehr zu spüren und aß häufig mehr, als es benötigte, was es auch im Erwachsenenalter beibehielt.

In vielen Familien wurde dieses und ähnliches Verhalten weitergegeben an die Nachfolgegenerationen, sodass auch mehrere Generationen nach dem Krieg immer noch Übergewicht entsteht.

Menschen mit viel Lust auf Süßes, die zeitweise oder permanent ihr Belohnungssystem aktivieren wollen, haben möglicherweise wenig andere Möglichkeiten sich zu belohnen, was sie aber lernen könnten.

Weitere Ursachen können zu Übergewicht führen, wenn z.B. einem Säugling immer, wenn er schreit, die Flasche gegeben wird, auch wenn er aus ganz anderen Gründen als Hunger schreit. So lernt der Säugling früh, Probleme mit Nahrung zu kompensieren, statt sie zu lösen.

Weitere Faktoren spielen eine Rolle, da Kinder heute ihre Freizeit häufig vor dem Smartphone, dem PC oder der Spielekonsole verbringen, statt auf dem Spielplatz, im Wald oder auf dem Sportplatz.

Um nicht nur Symptombekämpfung mit Hilfe von Medikamenten oder Operationen zu betreiben, sollte zusätzlich nach den Ursachen geforscht und ein Umgang mit ihnen gefunden werden oder eine Behandlung für sie, da auch genetische Faktoren eine Rolle spielen sollen, auch wenn eine Symptombekämpfung im Einzelfall richtig sein kann, etwa wenn sonst ein Herzinfarkt droht.

Mittel- oder langfristig sollten Kinder aber lernen, ihrem natürlichen Sättigungsgefühl nachgehen zu dürfen sowie ihrem Bewegungsdrang. Das dürfte die beste Vorbeugung gegen ein ungesundes Übergewicht sein, Eltern müssten befähigt werden, ihren Kindern diese Freiräume einzuräumen.

In der ayurvedischen Ernährungstherapie (#Anzeige) werden den verschiedenen Menschentypen unterschiedliche Ernährungsweisen verschrieben.

Weiterführend zur Ernährung:

#Anzeige: Nahrung fürs Leben: Alle neuen Erkenntnisse der Ernährungswissenschaft

*Als Amazon-Partnerin verdiene ich an qualifizierten Verkäufen

Afrika-Tierprodukte verbessern Mangelernährung

Novel Food-Lebensmittel der Zukunft

Afrika – Tierprodukte verbessern Mangelernährung

Veröffentlicht am von
Antworten

Afrika – Tierprodukte verbessern die Mangelernährung von Kindern: Milchprodukte, Eier, Fisch und Fleisch wirken sich positiv auf die gesundheitliche Entwicklung der Kinder in Afrika aus. Eine neue Studie aus Kenia in Zusammenarbeit mit der Universität Bonn hat mehr als 32.000 Wachstumsdaten von Kindern im Vorschulalter verglichen.

Kinder, die tierische Produkte auf ihrem Speiseplan hatten, litten weniger unter Entwicklungsdefiziten.

Rund 150 Millionen Kinder bis zu einem Alter von 5 Jahren leiden weltweit unter massiven Wachstums- und Entwicklungsstörungen, die zu Kleinwuchs, beeinträchtigter kognitiver Entwicklung und zum Tod führen können. Die Ursache ist Mangelernährung. Etwa die Hälfte der wachstumsverzögerten Kinder lebt in Afrika unterhalb der Sahelzone.

Die Studie

Tierprodukte können Wachstumsverzögerungen in Afrika mindern

Die Studie zeigt, dass der Konsum von Fleisch, Fisch, Milchprodukten und Eiern das Risiko von Wachstumsstörungen reduziert. Den größten Effekt hatten Eier, gefolgt von Milchprodukten, Fisch und Fleisch.

Bereits kleine Mengen von Tierprodukten reduzierten das Risiko einer Wachstums- und Entwicklungsstörung um rund 7%.

Obst, Gemüse und Hülsenfrüchte (proteinreich) wirkten sich ebenfalls positiv auf die Entwicklung aus, sind aber in den afrikanischen Ländern in den ländlichen Gegenden oft nicht ganzjährig verfügbar und konnten auch den positiven Effekt auf die Entwicklung der Kinder von Tierprodukten, wie Eier, Fleisch und Milchprodukten nicht erreichen.

Die Lebensmittelpreisinflation, die mit den Lockdowns eingeleitet wurde und mit den Sanktionen des Westens gegen Länder des Ostens und der daraus resultierenden Energiekrise weiter vorangetrieben wurde, verschärft die Situation der Kinder in Afrika.

Afrika: Vorbeugung von Kindersterblichkeit, Morbidität, körperlichen und geistigen Entwicklungsstörungen

Um Kindersterblichkeit, Morbidität sowie körperlichen und kognitiven Entwicklungsstörungen vorzubeugen, untersuchten Dr. Makaiko Khonje vom CABI für Afrika in Kenia und Prof. Dr. Matin Quaim vom Zentrum für Ernährungsforschung der Universität Bonn, wie die Ernährungssituation von afrikanischen Kindern verbessert werden kann. Ihre Studie beruht auf repräsentativen Daten von 32.000 Kindern zwischen 0 bis 5 Jahren aus fünf afrikanischen Ländern, Äthopien, Malawi, Nigeria, Tansania und Uganda.

Pflanzliche Lebensmittel alleine haben keine positiven Effekte auf die Ernährungssituation, hinzu kommt, dass sie in vielen ländlichen Regionen in Afrika nicht ganzjährig zur Verfügung stehen.

Bereits ältere, kleinere und regional angelegte Studien zeigten, dass Kinder, die mit tierischen Produkten, wie Eiern, Fleisch und Milchprodukten ernährt wurden, weniger häufig wachstumsverzögert sind.

Die Wachstumsverzögerung ist ein eindeutiges Indiz der Mangelernährung und Indikator für eine erhöhte Mortalität, beeinträchtigte körperliche und geistige Entwicklung sowie für weitere Krankheiten durch den geschwächten Körper.

Bereits bei dem Verzehr kleiner Mengen von Tierprodukten verringerte sich die Wachstumsverzögerung um 6,8%.

Wieso treten Wachstumsverzögerungen in Afrika auf?

Wachstumsverzögerungen treten bei einem Mangel an hochwertigen Proteinen und Mikronährstoffen auf, wie z.B. Vitamin B12, durch unzureichende Nahrungsaufnahme.

In den untersuchten afrikanischen Ländern Äthopien, Malawi, Nigeria, Tansania und Uganda sind 27% der Kinder unterentwickelt.

In 81% der Haushalte der Studie in den 5 Ländern werden ASFs (Tierprodukte) konsumiert, in 96% der Haushalte werden Obst, Gemüse und Hülsenfrüchte (proteinreich) konsumiert, Obst nur in 45% der Haushalte.
Die pflanzlichen Lebensmittel konnten die Wachstumsverzögerungen nur um 3,9% verringern, die mit Tierprodukten um 6,8%.

Fazit:

Die Studie der Wissenschaftler aus Afrika und Deutschland zeigt, wie wichtig die Rolle von Tierprodukten in der menschlichen Ernährung ist, insbsondere von Kindern im Vorschulalter.

In Deutschland werden eher zu viele als zu wenig Tierprodukte konsumiert, doch zeichnet sich hier ein Trend ab, auf Tierprodukte zu verzichten. Genmanipulierte und chemisch veränderte Lebensmittel sowie kultiviertes Fleisch oder Fleischersatzprodukte sollen die Nahrungsmittel der Zukunft im Rahmen der Agenda 2030 in Europa werden, zum Teil wird in Schulen und Kindergärten ideologiegetrieben eine fleischlose Kost bereits umgesetzt. Hier sind langfristig trotz guter Ernährungssituation in Deutschland Mangelernährungen denkbar, insbesondere wenn Eltern nicht darauf achten können, das Defizit auszugleichen, etwa durch Fleisch oder Fisch am Wochenende oder durch Nahrungsergänzungsmittel wie Vitamin B12 oder Jod.

Da die Agenda 2030 weltweit umgesetzt werden soll, wird sich die Situation für die Menschen in Afrika, insbesondere für die Kinder, weiter verschärfen. Die Studie legt nahe, dass sich Wachstumsverzögerungen bei Kindern in Afrika ohne Tierprodukte weiter verschärfen werden.

Ob kultiviertes Fleisch und genmanipuliertes Gemüse und Getreide eine Mangelernährung in Zukunft ausgleichen können, ist fraglich, da es ausreichend Lebensmittel und weitere Möglichkeiten für alle bereits heute gibt, die Gehälter in der Dritten Welt nur künstlich zu niedrig gehalten werden, um ausreichend Nahrung für die Familie zu erwerben, sie beim Eigenanbau steriles Saatgut kaufen müssen oder durch die Industrie von Wasserquellen abgeschnitten werden.

Außerdem sind die möglichen negativen Auswirkungen der genmanipulierten Lebensmittel auf Mensch, Tier und Natur noch nicht ausreichend erforscht.

Quelle:

Studie: Lebensmittel tierischen Ursprungs verbessern die Kinderernährung in Afrika

Weiterführende Literatur:

Nahrung fürs Leben: Alle neuen Erkenntnisse der Ernährungswissenschaft – wie Sie Ihre individuell richtige Ernährung finden, sich vor chronischen Krankheiten schützen und bis ins hohe Alter gesund bleiben (#Anzeige)

*Als Amazon-Partnerin verdiene ich an qualifizierten Verkäufen

Novel Food – Lebensmittel der Zukunft

Veröffentlicht am von
Antworten

Genmanipulierte Lebensmittel heute und morgen

Novel Food – Lebensmittel der Zukunft. Neu auf europäischen Tischen: Davidslilie und Hausgrille sowie die Larve des Getreideschimmelkäfers

Gentechnik: Lebensmittel der Zukunft sollen laut Bundesregierung und Steakholderfoods genetisch veränderte Nahrungsmittel und andere Novel Foods wie kultiviertes Fleisch, proteinreiche Insekten, Meerespflanzen und Algen sein.

Was ist Novel Food?

Insekten und GVOs in Lebensmitteln

Novel Foods sind neuartige Lebensmittel, die in der EU erst kurz zugelassen sind. Hierbei handelt es sich um Lebensmittel, die in anderen Ländern bereits traditionell erprobt sind, als auch um genmanipulierte Mikroorganismen, wie z.B. modifizierte Escherichia Coli – Stämme zur Fermentation von Lebensmitteln wie Milchprodukten, gentechnisch verändertes Gemüse, Nahrungsergänzungsmittel oder Insekten.

Für die Zulassung eines Novel Food in der EU muss ein Antrag gestellt werden. Der Antrag muss wissenschaftliche Daten zur Unschädlichkeit des neuartigen Lebensmittels enthalten.

Allerdings durchläuft das neue Nahrungsmittel oder der Mikroorganismus keine unabhängige Kontrolle, sondern der Antragsteller kann die Daten selbst erheben, sodass unbewusste oder bewusste Manipulationen der Daten möglich sind.

Welche Insekten sind in der EU zugelassen?

  • Gelber Mehlwurm (Tenebrio molitor)
  • Hausgrille (Acheta domesticus)
  • Europäische Wanderheuschrecke (Locusta migratoria)
  • Larve des Getreideschimmelkäfers (Alphitobius diaperinus)

Die Insekten dürfen getrocknet, gefroren, pastös oder pulverisiert in Lebensmitteln enthalten sein, es besteht jedoch eine Kennzeichnungspflicht.

In welchen Lebensmitteln sind Insekten zugelassen?

  • Müsli-Riegel
  • Brot und Brötchen
  • Müsli und Frühstückzerealien
  • Backmischungen
  • Gerichte auf Getreidebasis
  • Chips und Knabberzeug
  • Schokolade
  • Erdnussbutter
  • Fleischzubereitungen und Fleischalternativen
  • Alternativen von Milch und Milchprodukten

In welchen Produkten sollen Insekten in Zukunft zugelassen werden?

  • Back- und Teigwaren,
  • Bier
  • Saucen und Fertiggerichte
  • Kartoffelerzeugnisse
  • Pizza
  • Snacks wie Chips und Cracker
  • Nudeln
  • Fleischersatzprodukte

Insekten enthalten gesunde Proteine, es gibt jedoch keine EU-Vorschrift, dass die Chitinpanzer vor der Verarbeitung entfernt werden müssen.

Chitin ist ein uneinheitliches Bio-Polymer und das zweithäufigste Polymer nach der Cellulose. Im Gegensatz zur landläufigen Meinung ist Chitin nicht für die Härte des Panzers einen Insekts verantwortlich, sondern für seine Weichheit und Biegsamkeit. Es befindet sich z.B. auch in Pilzen. Erst durch die Verbindung mit dem Struktur-Protein Sklerotin wird der Panzer oder das Exosklelett von Gliederfüßern mit Chitin hart.

Gentechnik als Nahrung und ihre Auswirkungen auf die Umwelt

Novel Food: Gentechnisch veränderte Pflanzen

Ein Teil der genmodifizierten Nahrungspflanzen unterliegt nicht mehr dem EU-Gesetz für GVOs.
Da bei gentechnisch veränderten Lebensmitteln nicht nur eine negative Auswirkung auf den Menschen, sondern auch auf die Umwelt befürchtet wird, unterliegt der Anbau genmodifizierter Pflanzen in der EU noch strengeren Kontrollen.

Bisher darf in der EU nur eine modifizierte Maissorte, die GV-Maislinie (MON810), ausgesät werden, andere Pflanzen unterliegen strengen Laborauflagen und werden zunächst in anderen Ländern in der Umwelt erprobt, wenn die nationalen Gesetze des Landes es zulassen. Das Ausbringen von GVOs unterliegt nationalen Gesetzen, in Österreich ist die Maislinie MON810 noch verboten.

Doch Vorsicht! Bestimmte GVOs sollen nicht mehr den Gesetzen der Gentechnik unterworfen werden.

Neue Rechtslage zu gentechnisch veränderten Pflanzen

Die Abgeordneten des EU-Parlaments stimmten den vom Agrarausschuss erarbeiteten Regelungen für die NGT-Pflanzen der Kategorie 1 im Februar 2024 zu, diese werden den gezüchteten Pflanzen gleichgestellt, die Regelungen für GVOs sollen entfallen. Für diese NGT-Pflanzen der Kategorie 1 soll es keine Kennzeichnungspflicht geben, da sie den Pflanzen aus Züchtungen gleichgestellt werden sollen. Komplexere genetische Veränderungen der Kategorie 2 oder höher unterliegen weiter der Kennzeichnungspflicht. Zur aktuellen Diskussion

Wie werden gentechnisch veränderte Pflanzen hergestellt?

Beim neuen Gentechnikgesetz zu den NGT-Pflanzen der Kategorie 1 handelt es sich um Nutzpflanzen, die mittels Mutagenese, Cisgenese (Übetragung von Genen zwischen verwandten Arten), Intragenese oder einer Mischnung aus den verschiedenen gentechnischen Verfahren, z.B. auch mit der Genschere Crispr/Cas verändert wurden und nun gezüchteten Pflanzen gleichgestellt werden. Ein Patentrecht soll es aber nicht auf sie geben. Neue Verfahren in der Pflanzenzüchtung-EU-Parlament

Novel Food Pflanzen

Welche gentechnischen Lebensmittel sind bei uns im Handel erlaubt?

  • Sojabohnen: 26 Linien zugelassen
  • Raps: 8 Linien zugelassen
  • Zuckerrübe: 1 Linie zugelassen
  • Mais: 51 Linien zugelassen

Diese genmanipulierten Lebensmittel sind für den Import in die EU zugelassen, dürfen aber nicht angebaut werden. Zum Anbau ist in der EU bisher nur eine GV-Maislinie (MON810) zugelassen, in Österreich besteht jedoch ein Anbauverbot.

Der Anbau von den in der EU zugelassenen genmodifizierten Lebensmitteln unterliegt nationalem Recht. Der Anbau unterliegt in der EU strengen Regeln, weil er Auswirkungen auf die Umwelt haben könnte.

Es wird angenommen, dass GVOs, die z.B. gegen Fressfeinde entwickelt wurden, auch negative Auswirkungen auf Nutzinsekten haben oder sich die genetisch veränderten Arten mit Wildpflanzen kreuzen. So muss die die Entwicklung der GVOs unter Laborbedingungen und in speziell dafür eingerichteten Gewächshäusern stattfinden.

Die NGT-Pflanzen können nach der Entwicklung in andere Länder exportiert werden, deren nationale Gesetze den Anbau von GVOs erlauben, um sie dort im Feldversuch zu prüfen.

Gentechnisch veränderte Mikroorganismen, Enzyme und Aminosäuren

Verstecktes Novel Food

Gentechnisch veränderte Mikroorganismen, Enzyme und Aminosäuren sind in vielen verarbeiteten Lebensmitteln enthalten und unterliegen keiner Kennzeichnungspflicht.

Gentechnisch veränderte Mikroorganismen werden z.B. für die Fermentation von Lebensmitteln eingesetzt. Sie gelten als sicher.

Fermentation von Lebensmitteln mit genetisch veränderten Mikroorganismen

Infokasten:Liste der Lebensmittel, die mit genveränderten Mikroorganismen, Enzymen und Aminosäuren versehen sein können
Liste der Lebensmittel, die genetisch veränderte Enzyme enthalten können

Das Berliner Start-up Formo produziert z.B. Milchproteine für alternative Käseprodukte.

Einige Vitamine und Aromen werden mit Hilfe von gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt, wie etwa Vitamin C, B2 und B12.

Genmodifizierte Mikroorganismen, wie z.B. Escherichia-coli-Bakterienstämme, die zur Produktion von Enzymen, Vitaminen und anderen Zusatzstoffen benötigt werden, sind in der EU erlaubt, genau wie genveränderte Hefen für z.B. Bier oder Brot sowie modifizierte Schimmelpilze.

Welche Aminosäuren können mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt werden?

  • Lysin
  • Threonin
  • Phenylalanin
  • Methionin
  • Tryptophan
  • Leucin
  • Glutaminsäure
  • Cystein

Aminosäuren, die mit Hilfe von genmanipulierten Mikroorganismen hergestellt wurden, sind nicht kennzeichnungspflichtig.

Die EU stellt eine vollständige Liste der zugelassenen Novel Food zur Verfügung.

In der EU werden die Auswirkungen der GVOs von der EFSA, der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit, auf die Sicherheit für Mensch, Tier und Umwelt überprüft.

Kultiviertes Fleisch und Fleischersatzprodukte

Novel Food – Fleisch der Zukunft

In-vitro-Fleisch, kultiviertes Fleisch, wird in einem mehrstufigen Prozess hergestellt. Zunächst werden einem Tier Stammzellen entnommen. Diese Stammzellen werden in Bioreaktoren in eine Nährlösung aus Wasser, Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten, Vitaminen und Mineralstoffen gegeben, mit deren Hilfe aus den Stammzellen Fleisch gezüchtet wird.

Aus Stammzellen kann jede Art von Gewebe herangezüchtet werden, wie z.B. Muskelfleisch, Fett, Lunge oder auch Hirn. Durch die Lenkung in den Bioreaktoren wird bestimmt, welche Art von Fleisch entstehen soll.

Um dem Laborfleisch Struktur zu geben, sind weitere Schritte notwendig. Dazu kann ein Zellgerüst verwendet werden, an dem sich das Fleisch zur Strukturbildung anheften kann. Das Zellgerüst des in-vitro-Fleisches besteht jedoch nicht aus natürlichen Protein – Fasern. Es wird dem Fermentationsprozess zugegeben.

Wenn das Fleisch fertig ist, kann das Wasser abgegossen und das Fleisch weiter verarbeitet werden.

Der gesamte Prozess soll mehrere Wochen bis Monate dauern.

Welche Unternehmen stellen kultiviertes Fleisch her?

Novel Food Unternehmen der Zukunft

In der EU gibt es einige Start Ups, die nach und nach auf den Markt streben. So stelllte das französische Startup Gourmey im Sommer 2024 einen Antrag auf den Verkauf von kultiviertem Fleisch in der EU.

Das deutsche Unternehmen Wiesenhof investierte in zwei Unternehmen für in-vitro-Fleisch, in den niederländischen Lebensmittelhersteller Mosa Meat, der Rindfleisch herstellt und in ein israelisches Unternehmen, das Hühnerfleisch entwickelt.

Das tschechische Unternehmen Bene Meat bekam für sein in-vitro-Fleisch eine Zulassung als Beimischung für Tierfutter.

Ein deutsches Start Up stellte einen Antrag auf Zulassung für sein gezüchtetes Fleisch als Beimischung zu Hot Dogs.

Das gezüchtete Fleisch kann unter Verwendung von Gentechnik hergestellt werden.

Vegane Wurst- und Fleischersatzprodukte

Vegane Wurst- oder Fleischersatzprodukte bestehen nicht aus GVOs, allerdings werden viele Zusatz- und Hilfsstoffe in veganen Fleischersatzprodukten verwendet, die mit gentechnisch veränderten Mikroorganismen hergestellt werden, wie modifizierten Pilzen, Bakterien und Hefen. Sie sind nicht kennzeichnungspflichtig.

Guten Appetit!

Weiterführende Literatur:

Poury Zarshenas: Gentechnisch veränderte Lebensmittel: Der Retter der explosionsartig wachsenden Erdbevölkerung oder der schwarze Glamour des allmählichen Todes?! (#Anzeige)

Lebensmitteltechnologie: Die industrielle Herstellung von Lebensmitteln aus landwirtschaftlichen Rohstoffen (#Anzeige)

*Als Amazon-Partnerin verdiene ich an qualifizierten Verkäufen

Beweis der Unsterblichkeit – Gentechnik

Veröffentlicht am von
Antworten

Unsterblichkeitsforscher um Ádám Sturm erbrachten den Beweis, dass Altern verhindert werden kann und damit potentiell eine Unsterblichkeit möglich wird.

Eine der größten Utopien der Transhumanisten ist die Unsterblichkeit. In den USA und Russland lassen sich reiche Transhumanisten nach dem Tod einfrieren, um wieder aufgetaut zu werden, wenn die Formel für die Unsterblichkeit gefunden wurde. Das lassen sie sich viel Geld kosten.

Jetzt haben ungarische Forscher um Ádám Sturm und Tibor Vella der Eötvös-Loránd-Universität herausgefunden, dass die Kontrolle der Aktivität von transposablen Elementen (TEs), auch Sprunggene genannt, in der DNA die Lebensdauer verlängern kann.

Ursache für das Altern gefunden

Der Alterungsprozess

Seit einigen Jahren wird an TEs der DNA geforscht, die für den Alterungsprozess verantwortlich sein sollen. Diese TEs können innerhalb der DNA ihren Standort wechseln. Wenn sie stark beansprucht werden, soll eine Destabilisierung des genetischen Codes ausgelöst und damit der Alterungsprozess beschleunigt werden.

Laut Publikationen von 2015 und 2017 haben die Altersforscher die Zusammenhänge zwischen piRNAs (Piwi-interacting RNAs) und einer möglichen Unsterblichkeit entdeckt.

Piwi-Proteine gehören zur Argonauten-Protein-Familie. Argonauten-Proteine sind evolutionär stark konservierte Proteine, die für die Regulation von Genen eine wichtige Rolle spielen. Sie kommen in fast allen Organismen vor.

Die Mobilität der TEs führt häufig zu Mutationen in funktionellen DNA-Regionen. In der potentiell unsterblichen Keimlinie werden TEs durch den Piwi-piRNA-Weg effektiv unterdrückt.

Zusätzlich steigt beim Altern die DNA-N6-Adenin-Methylierung.
Die DNA-N6-Adenin-Methylierung spielt laut Forschern eine zentrale Rolle bei der Kontrolle des Alterns.

Das grundlegende Problem der Biologie, ob die zunehmende Mobilisierung der TEs eine Ursache oder eine Folge des Alterns ist, bleibt aber nach wie vor ungelöst.

Beweis der Unsterblichkeit

Alterungsprozesse verlangsamt

Die Kontrolle der TEs in der DNA von Fadenwürmern konnte das Leben dieser deutlich verlängern. Beim Piwi-piRNA- Weg handelt es sich um einen spezifischen Prozess, der die TEs der DNA kontrollieren kann. Dieser Prozess wurde in Krebszellen und in Zellen der unsterblichen Qualle (Turritopis dohrnii) beobachtet.

Mit dieser Erkenntnis hemmten die Wissenschaftler die beweglichen TEs der Fadenwürmer und konnten so eine Verlangsamung des Alterungsprozesses hervorrufen, der das Leben der Würmer um 30% verlängerte.

Der Traum von der Unsterblichkeit

Erste Schritte zum Beweis der Unsterblichkeit

Schon lange ist der Traum der Unsterblichkeit aus den Utopien, den Science Fiction-Romanen und Ideologien der Transhumanisten herausgetreten und wird wissenschaftlich auf unterschiedliche Weise verfolgt.

Während Ádám Sturm und Tibor Vella der Eötvös-Loránd-Universität mit ihren Forschungen zumindest an einem Fadenwurm beweisen konnten, dass sie mit Gentechnik den Schlüssel zum „ewigen Leben“ gefunden haben und mit ihren Arbeiten das Leben des Wurms zumindest verlängern konnten, arbeiten andere Wissenschaftler daran, das Bewusstsein auf einen PC, eine Cloud oder auf einer Festplatte festhalten zu können.

Elon Musk hat kürzlich bekannt gegeben, dass sein Start Up Neuralink dem ersten Menschen eine Gehirn-Computer-Schnittstelle eingebaut hat.

Und Wissenschaftler um Vina Chamola und Ankar Vineet entwickelten 2020 einen auf Gehirn-Computer-Schnittstelle-basierten-Humanoiden. Brain-Computer-Interfaces (BCIs) sind eine Technik, die die Gehirnsignale einer Person aufzeichnen und verarbeiten.

BCIs bieten die Möglichkeit einen Kommunikationsmechanismus mit dem Gehirn durch denken zu steuern und z.B. an einen Stuhl oder einen humanoiden Roboter pp. weiterzuleiten. Der humanoide Roboter, der dem Menschen in Form und Funktion ähnelt, kann also per Gedanken Befehle empfangen und ausführen und so bestimmte Aufgaben erledigen.

Das ist hilfreich, um körperlich behinderten Personen zu helfen, aber auch für Militäroperationen oder Desaster Recovery. Diese BCI-Systeme litten aber lange Zeit unter Ungenauigkeit, da sich die Eingaben bei unterschiedlichen Personen abweichend zeigten. Deswegen wurden hybride BCI-Systeme entwickelt mit einer Multisensorfusion, aus EEG, Elektromyographie (EMG), Elektrokortik (ECoG), Funktionsmagnet Resonanzbildung (fMRI) und Nahinfrarot Spektroskopie (NIRS). Das konnte eine genauere Ausgabe bewerkstelligen.

Dies ist allerdings erst der erste Schritt zur Unsterblichkeit, weitere Schritte, wie das Einbauen eines menschlichen Hirnes wären notwendig, um hier eine Untersterblichkeit zu erlangen. Bisher können aber nur Hirnorganoide mit KI und Chimären mit einem menschlichen Hirn-Organoid entwickelt werden.

Die Wiederbelebung

Wissenschaftler arbeiten daran, mit Hilfe der Gentechnik ausgestorbene Tiere wiederzubeleben. So entschlüsselten sie z.B. den genetischen Code der Wandertaube, die seit 1914 als ausgestorben gilt, um diesen nachzubauen. Etwa 1 Millionen Buchstaben müssten dafür künstlich hergestellt werden. Mit der Genschere CRISPR-Cas9 entnehmen sie einer normalen Taube Genabschnitte und ersetzen sie durch Genmaterial der toten Wandertaube. Andere Wissenschaftler wollen so Mammuts wiederherstellen. 100.000 Dollar spendete der US-Milliardär Peter Thiel für einen Mammut-Clon. Bisher gelang aber lediglich eine Maus mit Mammut-Fell.

Lebensverlängernde Medikamente

Amazon-Chef Jeff Bezos und der Mitgründer von Google Sergey Brin investieren in lebensverlängernde Pillen. Novartis experimentiert mit lebenverlängernden Medikamenten, z.B. mit einem Bakterium von den Osterinseln, dessen Enzym „target of rapamycin complex 1“ (TORC1) die Immunkraft von älteren Menschen stärken soll. Hiermit sollen die Grippeimpfung besser wirken und die Atemwegsinfekte reduziert werden. Gemeinsam mit dem US-Unternehmen PureTech Health gründete Novartis ein Start Up, um mit weiteren Medikamententests gealterte Immunzellen verjüngen zu können. Novartis gilt als Vorreiter von Verjüngungsmedikamenten.

Nanotechnlogie

Die Nanotechnologie entwickelt Nanoroboter, die Organe und Zellen heilen können sollen.

Kryotechnik

In den USA und Russland lassen sich Menschen mit Hilfe der Kryotechnik einfrieren, um so konserviert zu werden. Der erste Mensch hat sich auf diese Weise 1967 in den USA einfrieren lassen. Dabei wird nach dem Tod der Körper in flüssigem Stickstoff auf -196°C heruntergekühlt und damit chemische Reaktionen im Körper sowie der Zellverfall unterbunden. Etwa 300 Menschen lagern so ein. Es gibt sogar erste Erfolge aus den USA die Scheintoten wiederzubeleben. Damit das Wasser im Körper nicht zu Eis wird, wird das Blut komplett aus dem Körper entfernt und durch eine chemische Lösung ersetzt, die der niedrigen Temperatur standhält.

Menschen werden so in den Kryoschlaf versetzt, bis Möglichkeiten zur Heilung ihrer Krankheit oder die Unsterblichkeitsformel gefunden werden.

Klonen

2023 berichteten chinesische Forscher der Northwest University of Agricultural and Forestry Science and Technology, sie hätten 3 Kühe geclont, die doppelt so viel Milch wie eine normale Kuh geben. Sie stellten aus den Ohren von hochproduktiven Holstein-Kühen 120 Embryonen her, die die 1,7 fache Menge Milch produzieren. Aufgrund ihrer Größte wurden die drei Kühe am 30. Dezember 2022 per Kaiserschnitt geboren.

Diskussion

Beweis der Unsterblichkeit

Handelt es sich bei den Unsterblichkeitsphantasien der Transhumanisten um Utopien oder Dystopien?

Der Transhumanismus versteht sich als moderne Philosophierichtung, die auf Julien Huxley zurückgeht. Huxley traf sich bereits in den 1950ern wieder mit den eugenischen Welt-Eliten, um mit ihnen Zukunftspläne für die Eugenik nach dem Nationalsozialismus zu schmieden. Gemeinsam beschlossen sie, die Eugenik ruhen zu lassen, bis Gras über den Nationalsozialismus gewachsen ist. Julien Huxley war von 1946 bis 1948 der erste Generaldirektor der UNESCO.

Der Transhumanismus ist keine klassische Philosophie, er plädiert dafür den Humanismus und die Aufklärung hinter sich zu lassen sowie Kultur und Religion abzuschaffen, um mit den neuen Technologien den homo sapiens sapiens zu überwinden und einen Nachfolger zu schaffen, den sogenannten Übermenschen.

Der Transhumanismus geht davon aus, dass der homo sapiens sapiens wie der Neandertaler ausstirbt und deswegen der Mensch selbst Hand am Menschen anlegen muss, um sein Überleben zu sichern (Stefan Lorenz Sorgner: Der Übermensch, Schwabeverlag, 2019). Grob teilt er sich in 2 technische Ausrichtungen auf, die eine präferiert die Gentechnik, bei der z.B. mit der Genschere CRISPR-Cas9 Menschen nach eigenen Vorstellungen mit besonderen Eigenschaften entwickelt werden können oder aber mit Technik und KI Cyborgs geschaffen werden können, bzw. das eigene Bewusstsein nach dem Tod auf einer Festplatte oder in einer Cloud gespeichert werden soll.

An den Vorstellungen der Transhumanisten wird schnell deutlich, dass es sich eher um eine Religion mit Endzeitvorstellungen handelt als um eine Philosophie. Die Vorstellungen widersprechen der natürlichen Evolution und der seelisch-geistigen Entwicklung des Menschen, ethische Errungenschaften wie den Humanismus und die Aufklärung oder Kultur will der Transhumanismus abschaffen. Nichtsdestotrotz haben Transhumanisten viel Geld investiert, um ihre Vorstellungen vom Übermenschen, der möglichst mit Unsterblichkeit ausgestattet sein soll, Wirklichkeit werden zu lassen, so könnte z.B. die Genschere CRISPR-Cas9 Erbkrankheiten oder Mutationen aus dem Körper entfernen und ersetzen oder sogar durch lebensverlängernde Genabschnitte aus Tieren ausgetauscht werden, die älter als Menschen werden.

Die Technik ist an einem Punkt angekommen, an dem einige Vorstellungen der Transhumanisten bereits in die Tat umgesetzt werden können und wurden, so immunisierte z.B. der chinesische Wissenschaftler He Jiankui illegal Zwillinge mit der Genschere gegen HIV.

Ist ein ewiges Leben überhaupt erstrebenswert?

Wo fängt der Mensch an und wo hört er auf? Wo ist die Grenze zwischen Medizin oder einer Krücke, wie z.B. einer Brille oder einem Herzschrittmacher, und einer neu geschaffenen Kreatur?

Wie ist es zu bewerten, wenn der Mensch eigene Lebe- oder Mischwesen erschafft, um das Leben zu verlängern oder unsterblich zu werden? Wie wäre ein Leben ohne Krankheiten, Alter, Mängel oder gar ohne Tod?

Will der Mensch wieder Gott spielen? Will er wieder darüber bestimmen, welches Leben lebenswert ist und welches nicht? Wo sind die Grenzen und wer setzt sie? Wann wird die Bevölkerung in die Diskussion eingebunden?

Quellen und weiterführende Literatur:

Gentechnik für Dummies (#Anzeige)

Von Mendel zur Gentechnik: Eine kleine Einführung in die Genetik (#Anzeige)

*Als Amazon-Partnerin verdiene ich an qualifizierten Verkäufen

https://www.scinexx.de/                                  forschung-und-wissen.de
futurezone.de
Doi: 10.3390/s20133620
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7374399/

Hirn-Organoid mit KI und Chimären

Veröffentlicht am von
2

Brainoware aus menschlichem Minihirn mit KI

Hirn-Organoid mit KI: Forscher um Hongwei Cai der Indiana Universität haben ein aus menschlichen Zellen gezüchtetes Hirn-Organoid mit Elektronik verknüpft, sodass ein Hybrid-Computer entstanden ist.

Mensch-Maschine-Verschmelzungen waren lange Zeit Utopien der Transhumanisten und Stoff für Science Fiction.

Doch Mensch-Maschine-Schnittstellen, Cyborgs und Roboter mit Hirn sind mit der Zusammenarbeit von Neurobiologie und Technik auf dem Weg aus den Vorstellungen von Transhumanisten und Science-Fiction-Autoren zur Realität zu werden.

Nature Electronics entwickelte z.B. einen Hirn-Organoiden mit elektronischer Umgebung, der Sprache lernen kann und mathematische Gleichungen lösen.

Selbstlernende Systeme aus reinen KI-Systemen, wie ChatGPT benötigen Millionen Watt, um funktionieren zu können, außerdem können sie bis heute kein Bewusstsein ausbilden und benötigen jahrelanges Training. Selbstlernende Systeme aus KI sind Energiefresser. Schon länger arbeiten Wissenschaftler daran, sie mit lebendigen Geweben zu verbinden. Das menschliche Hirn benötigt im Vergleich nur wenige Watt.

Von der Stammzelle zum Organoid

Hirnorganoid

Ein Organoid ist eine Organstruktur, die in vitro dreidimensionale Gewebestrukturen eines Organs aus Stammzellen entstehen lässt.

Hirnorganoide können für bestimmte Hirnareale mit der entsprechenden Gewebestruktur in Nährlösung entwickelt werden. Sie bestehen aus Nerven- und Gliazellen. Sie werden heute aber nicht größer als eine Erbse, ein komplettes Gehirn kann noch nicht herangezüchtet werden.

Die Hirn-Organoide reagieren ähnlich wie ein menschliches Gehirn auf Reize und senden elektrische Signale aus, sie ändern ihre Reaktionen und bilden Verknüpfungen.

Hirn-Organid mit KI-System

Von der KI zur Brainoware

Forscher um Hongwei Cai der Indiana Universität haben ein aus menschlichen Zellen gezüchtetes Hirn-Organoid mit Elektronik verknüpft, sodass ein Hybrid-Computer entstanden ist.

Sie platzierten ein Hirn-Organoid auf einer Elektrodenplatte, so konnten sie die Hirnströme ableiten und es Reizen aussetzen. Das Netzwerk erhält eine externe elektrische Stimulation und sendet Ausgaben über die neuronale Aktivität des Minihirns, als Basis für eine biologisch-elektrische KI.

Zunächst sollte die „Brainoware“ lernen japanische Silben zu erkennen, dafür wandelte die externe Elektronik die akustischen Signale in elektrische Pulse um und leitete sie an das Hirn-Organoid weiter. Die Reaktion des Minigehirns wurde dann von der Elektronik wieder dekodiert.

Anfangs produzierte das Hirn-Organoid nur Zufallstreffer, während es nach 4 Trainings-Einheiten bereits eine Trefferquote von 78% erreichte, die japanischen Silben zu erkennen.

Auch die Struktur des Hirn-Organoiden veränderte sich, es entwickelte mehr Verknüpfungen als untrainierte Organoide und neue Synapsen .

Künstliche Intelligenz soll so effizienter und leistungsfähiger werden.

Die sogenannte Brainoware lernte durch Training nichtlineare Gleichungen zu lösen und Sprachsilben zu erkennen.

Hongwei Cai u.a. stellten ihre Arbeit im Dezember 2023 in nature vor. https://www.nature.com/articles/s41928-023-01069-w

Erste bioorganische Hybridsysteme waren Roboter mit Nervenzellen.

Mensch-Nager-Chimären

Hirn-Organoide in Ratten

Ein Forscherteam um Omer Rehvar, Felicity Gore, Kevin W. Kelley der Stanford Universität USA, Abteilung Psychiatrie und Verhaltensforschung, untersuchte Chimären aus Ratten, denen ein menschliches Hirn-Organoid eingepflanzt wurde.

Da in vitro erzeugte Hirn-Organoide die Untersuchungsmöglichkeiten begrenzen, weil sie sich in vivo nicht vernetzen können, nicht an einen Blutkreislauf angebunden werden und keine Verhaltensweisen ausbilden können, konnten mit in vivo heranreifende Zellen in Rattenhirnen diese Grenzen überwinden, ausreifen, Vernetzungen bilden und könnten in Zukunft Verhaltensauffälligkeiten z.B. bei psychischen Erkrankungen oder Demenz aufzeigen.

Bereits ältere Versuche an erwachsenen Nagern zeigten, dass die menschlichen Organoide in Ratten überleben können, jedoch war das Trainingsverhalten der Zellen eingeschränkt. In neugeborenen Ratten implantierte menschliche Hirnzellen hatten die Möglichkeit sich weiter zu vernetzen und heranzureifen. Sowohl im MRT als auch in Versuchen zum Lernverhalten der Ratten gab es Hinweise, dass die implantierten Organoide auf Reize reagieren und das Verhalten der Ratten beeinflussen können.

Das Hirnorganoid wurde aus Stammzellen der Großhirnrinde angezüchtet und in den Kortex neugeborener Ratten transplantiert.
Rehvar und andere konnten zeigen, dass Organoide aus kortikalen menschlichen Stammzellen reife Hirnzellen in vivo bei Ratten ausbilden konnten.

Sergiu Pasca:
„Wir platzieren die Organoide durch einen chirurgischen Eingriff direkt in dem Teil des Kortex, der auf die Schnurrhaare der Ratte reagiert. Dann entdeckten wir, dass in den nächsten Monaten Blutgefäße innerhalb des menschlichen Transplantats wachsen und das Transplantat so überlebt. Es kann bis zu 9–10 Mal so groß werden. Und im Wesentlichen erhält man am Ende eine Einheit menschlichen Kortex, die auf einer Seite einer Hemisphäre der Ratte sitzt und etwa ein Drittel der Hemisphäre der Ratte bedeckt.“

In vitro erzeugte Hirn-Organoide dienten Forschern bisher, um Krankheiten zu untersuchen und Therapien zu entwickeln. Diese Untersuchungen waren jedoch begrenzt, in neugeborenen Ratten implantierte Hirn-Organoide entwickeln sich sowohl anatomisch als auch funktionell in den Rattenhirnen.
Die Forscher erhoffen sich hier, mehr über die Gehirnentwicklung und die Entstehung und Behandlung von Menschen mit neurologischen und psychischen Erkrankungen zu lernen.
Die Studie ist auf nature erschienen. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05277-w

Ethik

Mensch-Maschine-Verschmelzungen sowie Chimären werfen natürlich auch Fragen zur Ethik auf. Forscher erhoffen sich bei Hirn-Organoiden mehr Effizienz in der Datenverarbeitung und Stromersparnis der KI, doch was ist, wenn die KI bei weiterer Forschung auf diese Weise Bewusstsein entwickeln kann? Wissenschaftler erhoffen sich zwar eine KI mit Bewusstsein, das sei der nächste Schritt bei der KI, doch welche Folgen hätte das?

Ähnlich verhält es sich mit Mensch-Tier-Chimären, was würde passieren, wenn menschliche und tierische Gehirne in Zukunft verschmelzen könnten und sich unkontrolliert beide Denk- und Verhaltensweisen entwickeln würden?

Was darf der Mensch und wo liegen die ethischen Grenzen?

Wie wäre es juristisch einzuordnen, wenn selbst erschaffene Mensch-Maschine-Konstruktionen oder Mensch-Tier-Wesen Schaden anrichten? Wäre der Entwickler verantwortlich oder das erschaffene Wesen, die biotechnische Konstruktion?

Gentechnikgesetz: EU-Agrarausschuss – Gentechnik im Ökoanbau

Veröffentlicht am von
Antworten

Fehlender Verbraucherschutz bei gentechnisch veränderten Agrarprodukten

Neues Gentechnikgesetz: Europas Volkspartei stimmte gemeinsam im Agrarausschuss des Europaparlaments mit der AfD für die Verwendung von Gentechnik, auch im Ökoanbau.

Im Rahmen des Green Deals und weiterer Strategien der Agenda 2030 hat Europas Volkspartei, bestehend aus CDU/CSU, SPD und FDP im Agrarausschuss des Europaparlaments gemeinsam mit der AfD für die Verwendung von Gentechnik auch im Ökoanbau gestimmt. Der Agrarausschuss will neue genomische Techniken bei der Pflanzenzucht (NGT) auch im Bioanbau zulassen.

Fehlende Kennzeichnungspflicht – Definionsänderungen

Fehlender Verbraucherschutz

Der Agrarausschuss will neue genomische Techniken bei der Pflanzenzucht (NGT) auch im Bioanbau zulassen. Hierbei handelt es sich um Mutagenese, Cisgenese (Übetragung von Genen zwischen verwandten Arten), Intragenese oder eine Mischnung aus den verschiedenen gentechnischen Verfahren, z.B. auch mit der Genschere Crispr/Cas. Mikroorganismen und Tiere sind von den neuen Regelungen ausgeschlossen, hier gelten weiter die alten Gesetze.

Auch sollen die Definitionen geändert werden, sodass sie vom Verbraucher schwer als gentechnisch veränderte Lebensmittel erkannt werden können.

Fehlender Verbraucherschutz

EU-Agrarausschuss – Gentechnik im Ökoanbau

Die Pflanzenentwicklung durch NGT soll nicht mehr „genomische Technik zur Pflanzenzucht“ heißen, sondern „Präzisionszüchtung“.

Die Regelungen für die NGT-Pflanzen der Kategorie 1 sollen ausgeweitet werden, sämtliche Regelungen sollen entfallen. Auch sollen die Nachfahren der NGT-Pflanzen der Kategorie 1 weiter gentechnisch verändert werden dürfen, ohne dass sie dadurch ihren Status verlieren. Kreuzungen zweier NGT1-Pflanzen sollen erlaubt werden ohne Statusverlust.

NGT-Pflanzen sollen nicht mehr als gentechnisch verändert bezeichnet werden, sondern als normale Pflanzen, die durch zielgerichtete Mutagenese gezüchtet wurden.

Agrarprodukte und Lebensmittel aus NGT1-Pflanzen entfallen beim neuen Gentechnikgesetz

Definitionsänderungen

Pflanzen der NGT1-Kategorie sollen den aus konventionellen Züchtungen entstandenen Pflanzen gleichgestellt werden.

Die Änderung der Definition und die fehlende Kennzeichnungspflicht lassen den Verbraucher im Dunkeln, ob er ein gezüchtetes Agrarprodukt kauft oder ein gentechnisch verändertes. Auch Lebensmittel, die aus gentechnisch veränderten Agrarprodukten hergestellt werden, müssen nicht gekennzeichnet werden.

Europas Volkspartei, bestehend aus CDU/CSU, SPD und FDP stimmte gemeinsam im Agrarausschuss des Europaparlaments mit der AFD für die Verwendung von Gentechnik auch im Ökoanbau. Der Agrarausschuss will neue genomische Techniken bei der Pflanzenzucht (NGT) auch im Bioanbau zulassen.

Gentechnikgesetz: Weitere Neuregelungen

Ausgeweitet werden sollen auch die Regelungen für die NGT-Pflanzen der Kategorie 1, bei denen durch die Gleichsetzung mit konventionell gezüchteten Pflanzen sämtliche Regelungen entfallen sollen.

Eine Kennzeichnung „keine Gentechnik“ oder ein freiwilliger Hinweis auf Gentechnik sollen verboten werden.

Außerdem soll das Saatgut der NGT-Pflanzen keine Hinweise mehr auf die gentechnische Veränderung enthalten, sodass auch der Bauer nicht mehr weiß, was er aussät.

Gentechnikgesetz und Patente

NGT-Pflanzen werden in der Regel von großen Konzernen patentiert, ein Verbot der Patentierung kann die EU nicht erlassen, Patente unterliegen dem europäischen Patentübereinkommen, einem völkerrechtlichen Vertrag, den 39 europäische Staaten abschlossen und kontrollieren.

Schon heute gibt es auf über 1000 konventionell gezüchtete Pflanzen ein Patent, obwohl die EU-Regeln das eigentlich verbieten.

Das würde bedeuten, dass Bauern kein Saatgut von diesen Pflanzen durch Eigenanbau gewinnen dürfen, wie das in den Verträgen mit afrikanischen Staaten und ihren Bauern bereits häufig der Fall ist.

Der Vorschlag des Positionspapiers zum neuen Gentechnikgesetz wurde mit 34 zu 10 Stimmen angenommen, dagegen stimmten vor allem Abgeordnete der Grünen und der Linken.

Jetzt muss das Positionspapier noch dem Umweltausschuss vorgelegt werden, der federführend in der Frage ist, allerdings ähnliche Positionen wie der Agrarausschuss erarbeitet hat.

Im Februar 2024 soll voraussichtlich im EU-Parlament über die Gesetzesänderung abgestimmt werden.

Quelle: Informationsdienst Gentechnik

Neue Funktionen der CRISPR Cas9 Methode

Veröffentlicht am von
2

Neue Funktionen der Genschere CRISPR-Cas9 entdeckt

Die Genschere CRISPR-Cas9 sorgte für einen Durchbruch in der Gentherapie. Nun haben Forschende neue Funktionen der Genschere entdeckt. CRISPR-Cas9 war die erste Genschere, die ohne Schäden DNA zerschneiden und auch ersetzen konnte. Alte Genscheren schnitten zu ungenau, um sie gezielt einsetzen zu können. 2020 erhielten die Forscherinnen Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier, zwei Forscherinnen des Max-Planck-Instituts, dafür den Chemie-Nobelpreis.

Die Entdeckung

Jetzt haben Forschende der Universität Bonn und des Universitätsklinikums Bonn (UKB) zusammen mit der Partneruniversität St Andrews in Schottland und dem European Molecular Biology Laboratory in Hamburg neue Funktionen der CRISPR Cas9 Methode entdeckt.

Mit CRISPR Cas9 wehren Bakterien Phagen (Viren, die Bakterien befallen) ab. Wenn die Viren die Bakterien befallen, zwingen sie die Bakterien, die Viren zu vermehren. Als Abwehrmechanismus haben einige Bakterien deswegen die Genschere CRISPR entwickelt. Mit der Genschere finden und zerschneiden die Bakterien die Phagen und machen sie damit unschädlich. Die Bakterien integrieren die so enstandenen Bruchstücke der Viren in ihr Genom. Diese integrierten Bruchstücke dienen den Bakterien als Gedächtnis, sodass der nächste Angriff der Viren schnell erkannt und ausgeschaltet werden kann.

CRISPR sendet zusätzlich Signalmoleküle aus, um ein komplexes Angreifen zu ermöglichen. Die Forschenden haben nun entdeckt, dass diese Moleküle u.a. an ein Protein gebunden sind, namens CalpL, das einen enzymatischen Eiweißabbau durch Spaltung bewirkt. Die neu entdeckte Genschere zerschneidet das Protein CalpT, dabei sichert es ein drittes Eiweißmolekül, das den Stoffwechsel des Bakteriums auf Angriff umstellt, namens CalpS.
Welche Gene CalpS dabei anschaltet, wissen die Forschenden noch nicht. Sie hoffen aber, dass sich die Genschere durch die neue Entdeckung noch vielfältiger gestaltet.

Ähnlich wie die Virenabwehr des Bakteriums funktioniert auch das menschliche Immunsystem, wenn Viren die Zellen des Körpers befallen.

Kurze Geschichte der Genschere CRISPR-Cas9

Chemie-Nobelpreis 2020

Die Grundlagenforschung zur Genschere begann bereits 1989. In den 1990er Jahren verfolgte Francisco Mojica die ersten Spuren der Genschere, er entdeckte ungewöhnliche DNA-Muster in den Chromosen von Mikroben. Mojica entdeckte die CRISPR-Repeats und fand heraus, dass sie zum Stammbaum des Lebens gehören. Um die Jahrtausendwende bekommt CRISPR ihren offiziellen Namen.

Ruud Jansen entdeckte 2002, dass CRISPR und Cas zusammengehören.

10 Jahre dauerte es dann noch bis eine passgenaue Genschere gefunden wurde.

Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier erhielten schließlich 2020 den Chemie-Nobelpreis für ihre 2012 publizierte Arbeit zur Genschere CRISPR Cas9 mit der sie zielgenau DNA aufspüren, reparieren, aufschneiden und ersetzen können. CRISPR-Cas9 ist die Genschere des Bakteriums Streptokokkus, das mit der Genschere Viren abwehren kann.

Die Entdeckung gab der Genforschung neuen Aufschwung und Hoffnung, mit CRISPR Cas9 zu immunisieren, Krankheiten zu heilen und selbst Schöpfer zu sein.

So immunisierte der chinesische Wissenschaftler He Jiankui mit der Genschere zwei Mädchen gegen HIV, die 2018 geboren wurden.

Chancen und Gefahren der CRISPR Cas9 Methode

Grenzen der Forschung: Neue Funktionen der CRISPR Cas9 Methode

Mit CRISPR Cas9 fanden die Forscherinnen ein Werkzeug, Krankheiten zu heilen, die bis dahin unheilbar waren, wie z.B. die spinale Muskelatrophie, vorausgesetzt der Arzt weiß, welche Teile der DNA die Erkrankungen aufweisen, herausgeschnitten und ersetzt werden müssen.

Wissenschaftler gehen von einem Durchbruch in der Medizin aus, bislang unheilbare Krankheiten wollen sie mit CRISPR Cas9 beheben. Mit der Genschere sei alles möglich, bemerkte kürzlich auch Hendrik Streeck in einem Interview mit der Welt, Krankheiten heilen, aber auch die Augenfarbe bestimmen und vieles mehr sei möglich. An dieser Stelle spricht Streeck die Eugenik an, die mittels Genschere noch weitere Auswüchse annehmen könnte, als mit den Versuchen der Menschenzucht des letzten Jahrhunderts. Designerbabys aus dem Katalog wären möglich, Aussehen, Intelligenz und Charakter könnten frei ausgewählt werden, Erbkrankheiten, Behinderungen und Schwächen ausgemerzt.

Doch ist das so leicht und was ist ethisch vertretbar?

Die 2018 geborenen chinesischen Zwillinge, die mit der Genschere CRISPR Cas9 gegen das HI-Virus immunisiert wurden, mittels einer Mutation des CCR5-Gens, wurden zwar gegen HIV immunisiert, dafür stieg die Anfälligkeit für andere Erkrankungen vermutlich an.

Der chinesische Wissenschaftler He Jiankui hat das Gen CCR5 mittels Genschere funktionsunfähig gemacht, da ein von diesem Gen hergestelltes Protein als Haupteintrittsquelle von HIV in die Zellen gilt. Die Mutation des CCR-5-Gens ähnelt der natürlich auftretenden Mutation D32, die die Lebenserwartung laut Analyse von über 400.000 Datensätzen der britschen Gendatenbank senkt. So zeigten Menschen mit zwei Veränderungen an CCR5 eine deutlich niedrigere Lebenserwartung als Menschen ohne Mutation oder nur einer Mutation an CCR-5. Daraus schlussfolgerten die Forscher, dass auch die beiden Babys eine geringere Lebenserwartung haben könnten. Die Kinder seien durch die Manipulation am Erbgut zwar immun gegen HIV, aber anfälliger für andere Infektionskrankheiten. Die Lebenserwartung sei gesenkt. Die Studie erschien auf Nature.

Immunreaktionen auf CRISPR Cas9 aus Streptokokkus

2018 erschien auf Nature Medicine bereits eine Pilot-Studie, dass Menschen auf das Eiweißmolekül Cas9 mit Abwehrreaktionen reagieren könnten, da es von dem Bakterium Streptokokkus stammt, das der menschliche Organismus als feindliches Eiweiß erkennt. Angina oder Scharlach sind z.B. Streptokokkeninfektionen, die der menschliche Körper natürlicherweise abwehrt.

Erste Untersuchungen deuteten darauf hin, das CRISPR Cas9 ungewollte Erbgutveränderungen auslöst und das Krebsrisiko erhöht.

Die Studie der Charité gab Hinweise darauf, dass ungewollte Immunreaktionen auf Cas9 ausgelöst werden. Im Laborversuch reagierte das Blut von 48 Frauen und Männern mit einer T-Zellen-Reaktion auf das Eiweißmolekül. T-Zellen sind sogenannte Killerzellen im menschlichen Körper, die ein Gedächtnis gegen ihnen bekannte Erreger entwickeln und angreifen, sobald ein bekannter Krankheitserreger auftritt. Diese T-Zellen reagierten nicht nur auf Cas9 aus Streptokokkus, sondern auch auf Eiweißmoleküle anderer Erreger.

Beim Einsatz der Genschere außerhalb des Körpers können die Immunreaktionen vorher geprüft werden, innerhalb des Körpers, was bei vielen Krankheiten nötig ist, kann der Einsatz gefährlich werden, hier wird nach zusätzlichen Methoden geforscht.

Ob neue Funktionen der CRISPR Cas9 Methode ein besseres Sicherheitsprofil ermöglichen, ist noch unbekannt.

Zu den medizinischen Risiken durch CRISPR Cas9, die eine Anwendung nur bei schwersten Leiden rechtfertigen könnten, kommen die ethischen Fragen. Wo sind die Grenzen der Forschung? Was darf Medizin, was nicht? Will der Mensch sich hier zum Gott erheben? Welche Sicherheiten erhält der Bürger?

An den illegalen Erbgutmanipulationen des chinesischen Wissenschaftlers He Jiankui und in der Coronakrise wurde schnell deutlich, wie leicht Menschenrechte, Verfassungen und Medizinrecht außer Kraft gesetzt werden können, wenn nur genug Geld und Macht im Spiel ist.

Weiterführende Literatur:

Generation Gen-Schere: Wie begegnen wir der gentechnologischen Revolution? (#Anzeige)

*Als Amazon-Partnerin verdiene ich an qualifizierten Verkäufen

Essgewohnheiten im Urin bestimmen

Veröffentlicht am von
2

Forschung: Ernährungsweise und Umweltgifte ermitteln

Im Urin können durch Massenspektrometrie Umweltgifte nachgewiesen werden. Das neue Forschungsprojekt will nun die Essgewohnheiten im Urin bestimmen.

Lebensmittelchemiker Hans-Ulrich Humpf untersucht mit seinem Team an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster, WWU, Lebensmittelgifte im Urin von Patienten, wie z.B. Schimmelpilze. Aber auch falsche Essgewohnheiten können zu Krankheiten führen. Der Chemiker will anhand von Blut- und Urinuntersuchungen mit Hilfe der Massenspektrometrie herausfinden wollen, wie sich Menschen ernähren und welchen Umweltgiften sie ausgesetzt sind.

So untersucht er in Simbabwe, im Gemeinschaftsprojekt unter Koordination der US-amerikanischen Cornell-Universität, die Ursachen von Entwicklungsstörungen bei Kindern, die Schimmelpilzen auf Mais zuzuordnen sein könnten, den die Mütter zu sich nehmen und der früh zugefüttert wird.

In Bangladesch werden Schimmelpilze auf Reis und Gewürzen untersucht.

Das neue Forschungsprojekt

Essgewohnheiten im Urin bestimmen

Lebensmittelrückstände lassen sich noch 10-24 Stunden nach dem Verzehr im Urin feststellen. Hans-Ulrich Humpf hat dafür ein Massenspektrometer, das fünfmal sensibler messen kann als übliche Geräte.

Bisherige Verfahren zur Bestimmung der Nahrungsaufnahme

Ernährungswissenschaftler nutzen Ernährungstagebücher von Patienten, um den Verzehr ungesunder Lebensmittel, ungesunde Mengen an Lebensmitteln oder ungenügende Kombinationen der Lebensmittel, bzw. fehlende Vielfalt festzustellen. In diesen Tagebüchern schreibt der Patient alle Lebensmittel und Getränke auf, die er zu sich nimmt. Anhand des Tagebuchs kann der Ernährungsmediziner erkennen, worauf z.B. Übergewicht oder gehäufte Gichtanfälle zurückzuführen sind.

Die Untersuchungsmethode

Einige Hundert Biomarker für Lebensmittel sind inzwischen bekannt. Allerdings wurden sie nicht ausreichend auf ihre Tauglichkeit geprüft, hinzu kommt, dass sie teilweise mehreren Ernährungsgruppen zuzuordnen sind. Amelie Frank, Humpfs Doktorandin, sucht deswegen nach Biomarkern, die sich einzelnen Lebensmitteln konkret zuordnen lassen, etwa bestimmten Getreide- oder Gemüsesorten.

Sind die Biomarker der unterschiedlichen Lebensmittel einmal bekannt, so könnten sie mit Hilfe der Massenspektrometrie innerhalb von 10-24 Stunden nach dem Essen im Urin oder Blut nachgewiesen werden.

Nach Frank könne das Ernährungsfehler aufspüren bei Menschen, die beim Ernährungstagebuch unterschlagen werden oder die nicht in der Lage sind, ein Ernährungstagebuch zu führen.

Quelle: Christina Hoppenbrock, Unizeitung wissen

Diskussion

Mit Hilfe der Ermittlung von Biomarkern für die einzelnen Lebensmittel könnten diese Lebensmittel im Urin oder Blut mittels Massenspektrometrie nachgewiesen werden. Die derzeitigen Geräte können Lebensmittel innerhalb von 10-24 Stunden nach Verzehr nachweisen. Um die Ernährungsgewohnheiten von Patienten festzustellen, wären also tägliche Untersuchungen notwendig. Das übliche Ernährungstagebuch für Patienten von Fachärzten für Ernährungswissenschaft werden sie deswegen kaum ersetzen können.

Erschwerend käme in den Industrieländern hinzu, dass die Fülle an Lebensmitteln, inklusive der Produkte der Lebensmittelindustrie, einen sehr hohen Arbeitsaufwand beim Erfassen bedeutet.

Nutzbar wäre das Forschungsprojekt voraussichtlich zunächst in Nichtindustrieländern, die begrenzte Nahrungsmittel zur Verfügung haben.

Eine große Chance sehe ich aber in der Kombination Umweltgifte auf Lebensmitteln im Menschen festzustellen. Auch wenn z.B. Schimmelpilze durch die strengeren Lebensmittelkontrollen in den Industrieländern in der Regel nicht in höheren, schädlichen Mengen zu sich genommen werden, so könnte sich bei regelmäßigem Verzehr eines bestimmten Lebensmittel ein anderes Bild der Menge von Pilzen im Körper ergeben.

Auch dürfte das Projekt insofern für die Industrienationen von Bedeutung sein, wenn zusätzlich zu Keimen und Pilzen nach zugesetzten Giften gesucht wird. Insbesondere in den Industrienationen sind viele Grundahrungsmittel mit einer Vielzahl an Pestiziden, Herbiziden und chemischem Dünger versetzt, deren Auswirkungen beim Verzehr weitgehend unerforscht sind. Hinzu kommen Schwermetalle und Medikamentenrückstände selbst im Trinkwasser sowie die chemischen Zusätze der Nahrungsmittelindustrie.

Um den Zusammenhang zwischen Erkrankung und Giften in der Nahrung hinreichend zuordnen zu können, müssten aber zusätzlich wenigstens statistische Erhebungen erstellt werden.

KI für das Zell-Tracking und die Massenspektrometrie

Bild

2

Forschung: Mark Zuckerberg fördert KI zur Bildanalyse für das Zell-Tracking und die Massenspektrometrie

KI für das Zell-Tracking und die Massenspektrometrie: Laut Leibnitz-Institut für Analytische Wissenschaften (ISAS) fördern Mark Zuckerberg und seine Frau Priscilla Chan die Weiterentwicklung der Dortmunder Bildanalyse-Plattform napari zur besseren Analyse mikroskopischer und biochemischer Aufnahmen. Mit jeweils 20.000 Euro werden die Software zur Bildanalyse des Zell-Trackings als auch die der Massenspektrometrie-Analyse gefördert.

Derzeitige Problemstellung beim Zell-Tracking und der Massenspektrometrie-Analyse

Zell-Tracking

Um z.B. die Bewegung von Tumorzellen besser analysieren und besser einordnen zu können, müssen viele mikroskopischen Aufnahmen gemacht werden. Beim Zell-Tracking werden die Zellen erst segmentiert und dann in einen örtlich-zeitlichen Zusammenhang gebracht. So lassen sich die Migration von Zellen oder die Zellteilung besser erkennen.
Eine automatische Zellverfolgung funktioniert derzeit nur begrenzt und Biomediziner müssen zeitaufwendige Nachbesserungen durchführen. Derzeitige Methoden erzeugen große Datenmengen, die von den Forschenden kaum nachzuvollziehen und auszuwerten sind.

Massenspektrometrie

Bei der Massenspektrometrie erkennen Chemiker Substanzen aufgrund ihrer Masse. Das Massenspektrometer misst das Masse-zu-Ladungsverhältnis m/q von Teilchen und kann so die Art und Menge der vorhandenen Teilchen analysieren. Forschende stellen mit Hilfe des Massenspektrometers z.B. fest, welche Stoffwechselprodukte in welcher Menge vorhanden sind. Biochemiker können so metabolische und zelluläre Auflösungen feststellen, die mit Gewebeaufnahmen verglichen werden können.

Napari-Aufrüstung mit KI für Zell-Tracking und Massenspektrometrie

KI Software für Biomediziner

Um die Daten der Wissenschaftler zu optimieren und sie nicht regelmäßig händisch nachbessern zu müssen, will der Leiter der Nachwuchsgruppe AMBIOM Dr. Jianxu Chen mit seinem Team gemeinsam mit Immunologen am ISAS, dem Universitätsklinikum Essen und der Universität Duisburg-Essen kooperieren. Die geförderte Software.“Human-in-the-Cell-Tracking“ soll die drei Module Segmentierung, Tracking und Analyse enthalten. Um die KI zu trainieren, sollen Wissenschaftler direkt händisch in die Automatisierung eingreifen können, um Fehler der Automatik auszubessern und diese Prozesse in Zukunft zu beschleunigen. Menschliches Eingreifen soll nach dem Training der KI weitgehend überflüssig werden. Die Daten sollen weltweit zur Nutzung für andere Biomediziner zum Abgleich und zur Weiterentwicklung zur Verfügung gestellt werden.

Dr. Prasad Phapale, Chemiker und Leiter von Spatial Metabolomics, will mit dem Plug-In „Biochemical Spectrometry Imaging Data“ die Massenspektrometrie-Daten mit anderen Bildformaten fusionieren, sodass Wissenschaftler weltweit die MSI-Bilder mit Metaboliten-Datenbanken abgleichen können sowie mit weiteren Bildern, etwa aus der Mikroskopie.

Gefördert wird die KI für das Zell-Tracking und die Massenspektronomie vom Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie von der Chan Zuckerberg Initiative (CZI).

Forschung: Künstlicher Daumen für Roboter-KI mit Tastsinn

Veröffentlicht am von
2

Künstliche Intelligenz und künstliches Sehen verleihen Robotern einen Tastsinn

Ein künstlicher Daumen mit Tastsinn für Roboter wurde von Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen des Max-Planck-Instituts in Stuttgart entwickelt. Die flexiblen Sensoren reagieren auf Druck, die so erhaltenen Verformungen des Daumens zeichnet die eingebaute Kamera auf.

Die Hülle des Daumens besteht aus einem formfesten, aber elastischen, verformbaren Kunststoff (Elastomer). Die Kamera kann mit Hilfe der Verformungen ein dreidimensionales Abbild der Kräfte, die auf den Daumen einwirken, abbilden. Durch unterschiedlich starke Kräfte und Winkel des ausgeübten Drucks trainierte das Stuttgarter Team der im Daumen enthaltenen KI so ein tiefes neuronales Netz an.

Wie kann der künstliche Daumen sehen und tasten?

Der Aufbau künstlicher Daumen für Roboter

Der Daumen ist dem menschlichen Daumen nachempfunden, er besteht aus einem steifen Skelett, der Sensor wird aus einem 4 mm dicken Elastomer hergestellt, der rund um das Skelett in Form eines Daumens angebracht wird. Damit der Daumen nicht transparent ist, werden dem Elastomer dunkle Aluminiumflocken beigemischt, die das Licht reflektieren können. Die Lichtmuster werden mit einer Fischaugenkamera aufgezeichnet, die einen Radius von 160° hat. Verschiedenfarbige LEDs im Inneren können so die unterschiedlichen Lichtmuster erzeugen. Anders als beim Menschen ist der Fingernagel die empfindlichste Stelle des Daumens, hier weist der Elastomer nur eine Dicke von 1,2 mm auf. Der Fingernagel kann durch seine höhere Sensibilität selbst kleinste Kräfte und unterschiedlichste Formen erkennen.

Bisherige Sensoren an Robotern waren aufwendig und schwer herzustellen, instabil und wiesen für Feinarbeiten eine zu geringe Sensibilität auf. Für die Arbeit am Menschen oder Tier waren sie deswegen nur bedingt geeignet.

Die Stuttgarter Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen testen den Daumen auch bereits an den ersten Robotern.

Vor- und Nachteile menschenähnlicher Roboter

Roboter und KI im Rahmen der Agenda 2030

Roboter mit Sensoren und KI erleichtern den Menschen bereits heute die Arbeit, so warnen beim Fahren mit modernen Autos die Sensoren vor nahenden Gegenständen oder anderen Autos, um Unfälle zu vermeiden oder Staubsaugerroboter lernen mit Hilfe ihrer Sensoren das Haus oder die Wohnung ihres Besitzers kennen, um sie nach wenigen Trainingsstunden vollkommen abzufahren und zu reinigen.

Sensoren sollen in Zukunft all unsere biometrischen Daten erfassen sowie Bedürfnisse ertasten und damit eine Rundum-Versorgung gewährleisten können, wie es einst im Säuglingsalter die Eltern für ihr Neugeborenes übernahmen. Sie sollen unsere biometrischen Daten erspüren und davon ableiten, was wir für ein Rundum-Wohlfühl-Gefühl oder eine gute Konzentration benötigen und uns diese Bedingungen, wie z.B. die angenehmste Umgebungstemperatur, das Flüssigkeitsbedürfnis pp. steuern und liefern (KI-Ringvorlesung der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz). Die Universitäten Ulm und Karlsruhe entwickeln KIs für Schüler und Studenten, die ihnen im Home-Studium den wissenschaftlichen Austausch, das systematische Lernen und das Recherchieren abnehmen sollen.

Apps sollen Ärzte ablösen, Spahn wollte bereits während der Coronakrise eine App einführen, die Notärzte überflüssig machen sollte, indem sie durch bestimmte Fragestellungen entscheidet, ob jemand ein Krankenhausbett erhält oder nicht. Nur durch den Widerstand der Ärzte wurde diese App (noch) nicht eingeführt.

Pflegeroboter sollen in Zukunft im Rahmen der Agenda 2030 Pflegekräfte ersetzen können, hierfür wäre ein druckempfindlicher, sensorischer Daumen notwendig, um durch KI z.B. zu erlernen, wie viel Druck auf eine Wunde oder beim Waschen angewendet werden kann. Aber auch Haushaltsroboter benötigen einen druckempfindlichen Daumen, um z.B. Getränke einzuschenken und zu überreichen.

Im Rahmen der Coronakrise wurden die Menschen bereits auf minimierte soziale Kontakte vorbereitet und ein erhöhtes Interagieren und Kommunizieren mit digitalen Medien. Das diente nicht nur der Entwöhnung von sozialen Kontakten, sondern auch der Datensammlung, die für eine Beschleunigung der Agenda 2030 notwendig ist.

Jens Spahn wollte bereits während der Coronakrise Notärzte durch Apps ersetzen. Die Apps sollten durch einen Fragenkatalog entscheiden, ob jemand ein Krankenhausbett erhält oder nicht. Krankenhäuser wurden geschlossen oder in die Insolvenz getrieben und Pflegekräfte durch Arbeitsverschärfungen und Mehrarbeit aus dem Arbeitsleben vergrault.

Auch wenn im Rahmen der Agenda 2030 ein Großteil der Arbeitsplätze, insbesondere Arbeitsplätze von Akademikern und besser ausgebildeten Arbeitskräften durch KI und Roboter ersetzt werden sollen, ist es insbesondere im Gesundheitsbereich besonders fatal die Arbeitskräfte bereits jetzt auszudünnen, bevor halbwegs funktionierende Apps und Roboter zur Verfügung stehen. Auch kann ein Roboter, selbst wenn er bereits emotional ausgebildet wird und einfache Gefühle schon erkennen kann, keine sozialen Kontakte oder menschliche Zuwendung ersetzen. Aus psychologischer, soziologischer und pädagogischer Sicht ist es kaum sinnvoll, Menschen auf die Retardierungsstufe eines Säuglings zurück zu katapultieren, wenn sie in Zukunft nicht mehr selbst für ihre Bedürfnisse und Lernerfolge sorgen sollen, sondern ein hochsensorischer Roboter, wie es im Rahmen der Agenda 2030 geplant ist.