5 erstaunliche Technologien, die die Biotechnologie revolutionieren

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Die Singularität

Einige Wissenschaftler stellen sich kybernetische Teile vor, die krebsartige Gliedmaßen und alternde Herzen ersetzen und die Lebenserwartung radikal erhöhen. (Bildnachweis: Lobke Peers | Shutterstock)

Biologie und Technologie entwickeln sich rasch zu Synergien und bringen erstaunliche Fortschritte in Bereichen von der Medizin über die Neurowissenschaften bis hin zum Computer.

Wissenschaftler, Futuristen und Transhumanisten versammelten sich auf dem Global Future 2045 International Congress vom 15. bis 16. Juni in New York, um zu diskutieren, wie diese Technologien den Weg zur digitalen Unsterblichkeit ebnen.

Hier sind einige der unglaublichen Technologien, die die Menschheit näher an die technische Singularität bringen, an dem Punkt, an dem die Technologie die menschliche Gehirnleistung übersteigt und "Superintelligenz" entsteht.

Erstaunliche Androiden

Menschen stehen neben ihren geminoiden Roboterzwillingen. (Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von Geminoid.DK | Julie Rafn Abildgaard, AAU)

Von HAL in "2001: A Space Odyssey" bis zum Terminator haben Roboter lange die Fantasie der Öffentlichkeit erweckt. Aber die Vorstellungskraft weicht der Realität mit der Entwicklung zunehmend lebensechter Androiden. Der japanische Robotiker Hiroshi Ishiguro, Direktor des Intelligent Robotics Laboratory an der Universität Osaka, Japan, demonstrierte beispielsweise auf dem Global Future 2045-Kongress im Juni 2013 einen fortgeschrittenen Android-Klon von sich. Der Android konnte jedoch nicht vollständig für Menschen durchgehen… zumindest noch nicht.

Androiden der Zukunft können sich nahtlos mit Menschen aus Fleisch und Blut vermischen und als Freunde für Kinder und vielleicht sogar als Ehe- oder Sexpartner fungieren, wie einige spekuliert haben.

Gehirn-Computer-Schnittstellen

Einige Futuristen sagen voraus, dass Menschen in naher Zukunft ihr Bewusstsein auf Computer hochladen können. (Bildnachweis: BrainGate 2, www.braingate2.org)

Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCIs) oder Gehirn-Maschinen-Schnittstellen haben in den letzten Jahren erhebliche Fortschritte gemacht. Einige BCIs zielen darauf ab, die Mobilität von Menschen wiederherzustellen, die durch Rückenmarksverletzungen, Schlaganfall oder Gehirnerkrankungen gelähmt sind. Andere zielen darauf ab, Sinne wie Sehen oder Hören wiederherzustellen. Forscher entwickeln jetzt sogar BCIs, um das Gedächtnis wiederherzustellen.

In die motorischen Bereiche des Gehirns implantierte BCIs können die elektrischen Signale aufzeichnen, die bestimmte Bewegungen darstellen. Ein Computer decodiert die Signale und steuert damit einen Computercursor oder eine Prothese. Auf dem Global Future 2045-Kongress beschrieben die Ingenieure José Carmena und Michel Maharbiz von der University of California in Berkeley ihre Arbeit zur Schaffung stabiler, langlebiger, vollständig drahtloser BCIs.

Ebenfalls auf der Konferenz sprach der Neurotechniker Theodore Berger von der University of Southern California in Los Angeles über die Entwicklung einer Gedächtnisprothese. Das Gerät würde einen Teil des Hippocampus des Gehirns ersetzen, in dem das Kurzzeitgedächtnis in das Langzeitgedächtnis umgewandelt wird. Bisher hatte Berger Erfolg bei Ratten und Affen und testet das Gerät derzeit an Menschen.

Bionische Gliedmaßen

Menschen sind in ihrem täglichen Leben zunehmend Robotern ausgesetzt. (Bildnachweis: photobank.kiev.ua | Shutterstock)

Darth Vaders Roboterkörper ist möglicherweise näher an der Realität als die Leute denken. Die heutigen Prothesen sind bemerkenswert weit fortgeschritten. Der sogenannte "Luke" -Arm - benannt nach Luke Skywalkers Armprothese in "Star Wars" und hergestellt von der Firma DEKA des Erfinders Dean Kamen - ist eines der raffiniertesten bionischen Gliedmaßen auf dem Markt. Der Arm wird über einen fußbetätigten Joystick gesteuert und liefert eine Vibrationsrückmeldung über die Griffstärke der Hand.

Auf dem Global Future 2045-Kongress demonstrierte der Engländer Nigel Ackland seine künstliche Hand Bebionic 3, die dem Luke-Arm insofern Konkurrenz macht, als sie im Gegensatz zu einem Fuß-Joystick Signale direkt von den Oberarmmuskeln zur Steuerung der Hand verwendet. Ackland, der bei einem Arbeitsunfall seine wahre Hand verlor, sagte, seine bebionische Hand habe sein Leben enorm verbessert.

Dank der Schnittstelle zwischen Gehirn und Computer können einige bionische Arme jetzt direkt vom Gehirn gesteuert werden. Die nächste Herausforderung besteht laut Wissenschaftlern darin, sensorisches Feedback von der Prothese zu geben.

Optogenetik

Das Gehirn besteht aus einer unvorstellbaren Anzahl von Zellen. (Bildnachweis: Dreamstime)

Die Optogenetik ist eine kürzlich entwickelte Technik zur Steuerung der Aktivität einzelner Neuronen. Einer der frühen Entwickler der Technik, Ed Boyden vom MIT, beschrieb in einem Vortrag auf dem Global Future-Kongress, wie sie funktioniert.

Neuronensignale werden durch die Bewegung geladener Atome oder Ionen durch Kanäle in ihren Zellmembranen ausgelöst. Einige Arten von Algen und anderen Organismen besitzen lichtempfindliche Kanalproteine, die von bestimmten Genen in ihrer DNA kodiert werden. Mit Methoden aus dem Bereich der Gentherapie können Wissenschaftler diese Gene in die Neuronen eines Tieres injizieren, wodurch die Zellen als Reaktion auf Licht "ein- oder ausgeschaltet" werden. Mithilfe der Optogenetik können Forscher über die Beobachtung der Gehirnaktivität hinausgehen und diese aktiv manipulieren. Zum Beispiel könnten Wissenschaftler durch das Einschalten von olfaktorischen Neuronen ein Tier dazu bringen, Licht zu "riechen" - mit anderen Worten, Neuronen, die normalerweise durch Gerüche aktiviert werden, reagieren jetzt auf ein Lichtsignal.

Molekulare Computer

Die Computer der Zukunft bestehen möglicherweise nicht aus Silizium, sondern aus DNA. Nach einigen Maßstäben sind DNA-Computer bereits um ein Vielfaches besser als herkömmliche, sagte George Church, Genetiker an der Harvard Medical School, auf dem Global Future 2045-Kongress.

DNA ist ein informationsreiches Molekül und kann auf verschiedene Arten zum Rechnen verwendet werden. Computerchips werden unter Verwendung von Logikgattern (wie UND, ODER und NICHT) konstruiert, die mathematische Funktionen an gegebenen Eingängen ausführen. In ähnlicher Weise können diese Gates aus DNA aufgebaut und verbunden werden, um Berechnungen in Zellen durchzuführen.

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