13.02.2023

Wenn Gehirne kommunizieren und Organe aus dem 3D-Drucker kommen

Wenn Gehirne miteinander kommunizieren, befinden wir uns nicht im neuesten Marvel-Film, sondern in der Innovation Map der WKÖ. Wie neumoderne Technologien die menschliche Fortentwicklung beeinflussen könnten? Die Innovation Map verrät mehr dazu.

/artikel/wenn-gehirne-kommunizieren-und-organe-aus-dem-3d-drucker-kommen

Wird der Mensch durch Technologien unsterblich?

Bei der menschlichen Fortentwicklung geht es um viel mehr als um die generationenübergreifende Veränderung vererbbarer Merkmale. Laut der Innovation Map der WKÖ werden Technologien in Zukunft das Potenzial der synthetischen Biologie mit Visionen von fortschrittlichen Lösungen verbinden. Die Folge: Natürliche Organismen, wie sie bisher existiert haben, könnten sich maßgeblich ändern.

Bereits im Jahr 2035 könnte sich das Konzept der Menschheit verändern und die globale Gesellschaft dazu bewegen, in bisher unerreichte Grenzbereiche des Lebens vorzustoßen. Konkret heißt dies: Das Altern und Leben wird neu definiert und Lebloses wird zum Leben erweckt.

In diesem Artikel tauchen wir in neuartige Sphären der Bio- und Nanotechnologie sowie der Materialwissenschaft und Robotik ein und nehmen vier Technologien der “Menschlichen Fortentwicklung” unter die Lupe:

#1 Auf Knopfdruck menschliche Erinnerungen digital abspeichern

Wer kennt es? An manchen schönen Momenten würde man gerne ewig festhalten. Dies sei sogar bald möglich, wie die innovativen Köpfe der Innovation Map skizzieren. Mithilfe einer Nanokamera könnte schon bald das Leben einer Person in Form von “Live-Cloud” Erinnerungen abgespeichert werden. Die Kamera sei dabei an den Augapfel gekoppelt und zeichne alles auf, was der oder die Nutzer:in sieht. Die Aufzeichnungen würden folglich an einen Cloud-Speicherdienst gesendet und archiviert werden.

Menschliche Erinnerungen könnten bald digital verewigt werden.

Der intelligente Speicher könnte die abgelegten Erinnerungen sofort identifizieren, Kategorien zuweisen und Archive erstellen. Die Folge: Berechtigte Archiv-Nutzer:innen könnten ihre Gedanken besser verstehen, analysieren und wieder abrufen. Dies könnte vor allem in der Psychotherapie Verwendung finden: Gespeicherte Erinnerungen könnten bei der Bewältigung traumatischer Situationen oder verzerrter Selbstbilder helfen.

Meilenstein in der Demenz- und Alzheimer-Therapie

Ein weiterer Pluspunkt der Erinnerungsspeicher: Der gezielte Einsatz zur Demenz- und Alzheimer-Behandlung. Denn die DNA-Datenspeicherung könne Erinnerungen auch bei Gedächtnisverlust der Patient:innen abrufbar machen. Schätzungen des Sozialministeriums zufolge könnte damit die Therapie von rund 130.000 Demenz- oder Alzheimer-betroffenen Österreicher:innen erleichtert werden.

#2 Das Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikationsgerät

In einer Runde ohne Worte zu kommunizieren, war bislang lediglich mittels Gestik und Mimik möglich. Zukunftsvisionär:innen sind sich nun sicher: Bald könnte soziale Interaktion von Gehirn zu Gehirn funktionieren. Ein spezielles Kommunikationsgerät könnte Gedanken durch eine nicht-invasive Erkennung von Gehirnsignalen mittels Elektroden und Elektroenzephalographien (EEG) übertragen. Kommunizieren können dabei nicht nur zwei, sondern gleich mehrere Gehirne.

Bald sei Kommunikation auch ohne Gestik und Mimik möglich.

Wie das geht? Proband:innen werden Elektroden auf der Kopfhaut angebracht, die eine Verbindung zum Gehirn herstellen. Die Gehirnzellen werden durch das Magnetfeld des Gerätes aktiviert. Anschließend soll ein Computer Informationen zwischen den teilnehmenden Gesprächs- (oder Gehirn-) Partner:innen übertragen.

Revolution in der Medizin: Sprachfähigkeit nach Unfällen wieder herstellen

Gehirn-zu-Gehirn-Kommunikation kann vor allem im Gesundheits- und Medizinbereich revolutionäre Fortschritte bringen: So könnte man die Sprachfähigkeit von Patient:innen mit Lernschwierigkeiten oder Behinderungen nach Un- oder Schlaganfällen wieder herstellen, indem man das Gehirn der Patient:in mit den Sprachregionen des Gehirns einer gesunden Person synchronisiert.

#3 Die Mixed-Reality-Kontaktlinsen

Virtual-Reality-Brillen waren gestern, die Zukunft wartet mit Mixed-Reality-Kontaktlinsen auf uns. Schon bald könnten Linsen Augmented-, Mixed- und Virtual-Reality-Inhalte abspielen. Eine spezielle Mikroelektronik in der Mitte der Linsen könnte Inhalte dabei direkt auf der Netzhaut anzeigen.

Mixed-Reality-Linsen können damit den Alltag von Brillen- und Linsenträger:innen erleichtern, denn das Abspielen realitätsnaher Inhalte soll auch mit geschlossenen Augen möglich sein. Die winzigen, integrierten Batterien würden sich nachts kabellos im Reinigungsgehäuse aufladen.

Entertainment und Sehbehelfe im Alltag

Auf welche Neuerungen sich zukünftige Linsenträger:innen nun freuen können? Die Mixed-Reality-Linsen können die Spieleindustrie bereichern, Medizin-, Luft- und Raumfahrt revolutionieren sowie in Produktion, Verteidigung und Fahrzeugmanagement eingesetzt werden. Außerdem könnten die Linsen Farben und Lichter auf die Iris sehbehinderter Menschen projizieren und sie damit vor potentiellen Hindernissen oder Gefahrenquellen warnen.

#4 Künstliche Organe aus dem 3D-Drucker

Last, but definitely not least: Künstliche Organe frisch aus dem 3D-Drucker. Mithilfe spezieller Drucktechniken sowie der Anzucht im Labor könnten künstliche Organe ihr natürliches Gegenstück bald ersetzen. Damit würden lange Wartezeiten auf Spenderorgane umgangen und die Heilungschancen und Lebensqualität von Menschen mit ausgefallenen Organen erhöht werden. Auch das Testen neuer Medikamente ließe sich damit erleichtern.

Organe aus dem 3D-Drucker könnten den Medizin- und Gesundheitssektor revolutionieren.

Zur 3D-Produktion künstlicher Organe sind patient:innen-eigene Stammzellen notwendig, die in industriellem Maßstab skaliert werden. Diese können auch jene Organe ersetzen, die mit alternativen Behandlungsmethoden nicht mehr heilbar sind. Sprich: Künstliche Nieren, Lungen oder Bauchspeicheldrüsen können die Genesungschancen erkrankter Personen deutlich erhöhen.

Motivierender Optimismus erfordert aber gerade in diesem Feld gesunden Realismus: Denn das Forschungsfeld rund um künstliche Organe und Stammzellenproduktion bleibt herausfordernd. Besondere Aufmerksamkeit muss hier der Kombination mechanischer Komponenten mit künstlichem Gewebe gewidmet werden. Zukunftsforschende sind sich dennoch einig: Die Weiterentwicklung von Stammzellen- und 3D-Druck wird die Einsatzfähigkeit künstlicher Organe schon bald verbessern.

Maschinen helfen Menschen: Was die Zukunft noch bereit hält

Neben Gehirn-Kommunikation, Mixed-Reality-Kontaktlinsen und künstlichen Organen warten noch viele weitere Technologien auf dich: Warum Gehirne bald minimal-invasiv injiziert werden und wie automatisierte Stammzellenfabriken ablaufen, verrät dir die Innovation Map der WKÖ.

Die interaktive Map umfasst insgesamt 105 Technologien, aufgeteilt in fünf Erfahrungen, die nach ihrem Technology Readiness Level von ihrer Vision bis zu ihrem konkreten Produkt eingeordnet, Nachhaltigkeitszielen zugeordnet und mit Forschungsergebnissen und Hintergrundinformationen belegt wurden. Die Innovation Map wurde von internationalen Forschungseinrichtungen und Universitäten wie Stanford, dem Imperial College London und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), aber auch von österreichischen Universitäten wie der Uni Innsbruck validiert.

In einigen US-amerikanischen und chinesischen Städten gehören Robotaxis bekanntlich längst zum Stadtbild. In Österreich verläuft die Verbreitung des autonomen Fahrens, wie so viele andere Dinge, langsamer. Bereits seit 2017 etwa arbeitet die Initiative SURAAA im Kärntner Pörtschach mit autonomen Kleinbussen (brutkasten berichtete). 2019 starteten die Wiener Linien einen mehrjährigen Testbetrieb autonomer Kleinbusse in der Seestadt Aspern (brutkasten berichtete), beendeten das Projekt aber nach der Testphase. Zu einem größeren Rollout kam es bislang nicht.

100 autonome Busse in zwei Jahren

Doch das soll sich jetzt ändern. Bei einem Termin am Westbahnhof, über den mehrere Medien berichteten, legten unter anderem Infrastrukturminister Peter Hanke, ÖBB-Chef Andreas Matthä und Kerem Erman vom türkischen Mobilitäts-Unternehmen Otokar einen Rollout-Plan dar, der erstmals über Testphasen bzw. stark eingegrenzte Projekte hinausgeht.

Demnach sollen bereits in zwei Jahren bis zu 100 autonom fahrende Busse von Otokar für ÖBB Postbus etwa im Vorarlberger Rheintal oder im oberösterreichischen Zentralraum unterwegs sein. In der spanischen Hauptstadt Madrid befinden sich die „e-Centro“-Busse des türkischen Anbieters, die Platz für bis zu 32 Fahrgäste bieten, bereits im regulären Einsatz.

Gesetze müssen erst angepasst werden

Begleitend soll die heimische Gesetzeslage ab September schrittweise angepasst werden, damit in zwei Jahren dann auch Fahrten ohne die aktuell noch obligatorischen Sicherheitsfahrer:innen (Anm. d. Red.: die das Konzept ad absurdum führen) rechtlich möglich sind. Dabei räumt Minister Hanke, wie die „Kronen Zeitung“ berichtet, ein: „Es wird dauern, bis die Bevölkerung diesen Fahrzeugen vertraut. Aber wir wollen zum Regelbetrieb, und nicht nur mit einem Bus, sondern mit einer Flotte.“

Vom ersten Test in Alpbach in den Rollout

Doch nun wird – wie sollte es anders sein – zuerst einmal getestet. Und der erste Test erfolgt in ländlicher, aber durchaus prominenter Umgebung: beim Europäischen Forum Alpbach. Dort wird der Testbetrieb in kleinem Ausmaß auf einer definierten Strecke stattfinden. Unter Bedingungen, die den später geplanten Einsatzbedingungen deutlich näher kommen, findet dann der nächste Testlauf statt. Nach dem Forum Alpbach zieht der Bus weiter in den Industriepark „Campus Wolfurt“ im Bezirk Bregenz in Vorarlberg. Dort wird er dann Campus und S-Bahn verbinden.

Die langfristige Vision ist auch bereits skizziert. Verläuft der oben beschriebene Rollout in den kommenden zwei Jahren nach Plan, soll eine flächendeckende Ausbreitung folgen. Letztlich will man Öffi-unterversorgte ländliche Regionen, wo, wie Hanke es ausdrückt, „keine U-Bahn mehr hinkommt, wo der Bus nicht mehr so groß sein muss“ in ganz Österreich abdecken.