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Nutrigenomik - Genanalyse und Body Monitoring

Nutrigenomik – Genanalyse und Body Monitoring

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Durch den Megatrend der Nutrigenomik, verändert sich die Definition der Gesundheit. Einerseits erlauben neue Methoden individualisierte Analysen der genetischen Ausstattung eines Menschen. Daraus können Rückschlüsse über bestimmte Krankheitswahrscheinlichkeiten im Lebensverlauf gezogen werden. Andererseits gibt es neue Erkenntnisse darüber, wie die Ernährung Gesundheitsrisiken stark verringern kann. Das Zusammenspiel dieser neuen Methoden und Erkenntnisse wird unter dem Begriff Nutrigenomik diskutiert.

Was steckt dahinter?

Jeder Mensch besitzt zehntausende Genome in jeder der Billionen Zellen, aus denen er besteht. Die Funktion der Genome besteht darin, den Bauplan und damit die Funktionalität unseres Körpers zu definieren. Leider sind eben diese wünschenswerten Funktionen nicht bei jedem Menschen dauerhaft gesichert. Vererbte Beeinträchtigungen sowie Umwelteinflüsse können genetische Prozesse verändern und nachteilige Mutationen entstehen lassen. Um diesen negativen Prozessen entgegenzuwirken, entwickeln Forscher interdisziplinär ernährungsbasierte Lösungen.

Welche Formen angewandter Nutrigenomik gibt es?

Mittlerweile bieten immer mehr Unternehmen die Analyse der eigenen genetischen Verfassung zu einem recht geringen Preis an – man spricht von einer Genomanalyse. Die Abgabe einer einfachen Speichelprobe genügt um nach wenigen Tagen Resultate zu erhalten, welche statistische Wahrscheinlichkeiten für Erbkrankheiten beinhalten. Gleichzeitig gibt es immer mehr wissenschaftliche Erkenntnisse bezüglich der Auswirkung von aufgenommenen Nährstoffen auf bestimmter Krankheitsbilder. Man könnte den nicht offiziell definierten Begriff der Nutrigenomik wie folgt zusammenfassen: Die Einnahme teils innovativer Nahrungsergänzungsmittel bewirkt eine deutliche Senkung der Wahrscheinlichkeit bestimmte Krankheiten zu bekommen. Eine individuell angepasste Mischung von Nährstoffen kann deutlich messbar die Lebensdauer und Lebensqualität erhöhen. Doch auch für gesunde Menschen gibt es viele neue Anwendungsgebiete, etwa durch Brain-Boosting-Supplements, die bei Einnahme die Gehirnleistung, den Schlaf und das allgemeine Wohlbefinden verbessern sollen.

Auf welchen Erkenntnissen basiert die Entwicklung?

Die Nutrigenomik ist ein noch recht junges Forschungsgebiet. Disziplinen wie Molekularbiologie, Genetik, Bioinformatik, Medizin und Ernährungswissenschaften werden kombiniert, um neue Lösungen zu entwickeln und bestehende in ihrer Wirksamkeit zu verbessern. Gleichzeitig erlauben neue Diagnoseverfahren eine genauere und vereinfachte Überwachung des menschlichen Körpers.

Die Überwachung des Körpers

Auf der Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas stellten jüngst die Hersteller sogenannter Wearables ihre neuesten Entwicklungen vor. Apple etwa lässt seine neue Apple Watch ein Elektrokardiogramm erstellen, das Vorhofflimmern am Herzen erkennt und somit früh vor einem folgenschweren Schlaganfall warnen kann. Der Hersteller Withings tut es Apple gleich. Beide verbauen rote optische Pulssensoren, welche die Sauerstoffsättigung im Blut überwachen. Das kann etwa Bergsteigern dabei helfen in größerer Höhe ihre Gesundheit besser einzuschätzen. Die Produkte von Withings lassen sich jetzt sogar um eine Armmanschette erweitern, die durch ein digitales Stethoskop die Herzklappengesundheit messen kann. Es ist gegenwärtig schon bekannt, dass solche Geräte durch Bewegungssensoren auch die tägliche körperliche Bewegung sowie die Schlafgesundheit erfassen. Durch weiter entwickelte Verarbeitungsmöglichkeiten der erhobenen Daten, durch sogenannte Big Data Analysen, werden auch die Anwendungsmöglichkeiten stetig weiterentwickelt.

Die Erweiterung des Körpers

Ein weiterer Trend der diese Entwicklung verstärkt, ist das Biohacking. Aktive Mitglieder dieser Szene nennen sich selbst Grinder und haben zum Ziel, ihre körperlichen Fähigkeiten durch die Nutzung von Technologie zu erweitern. Hervorgehend aus der Biopunk-Bewegung setzen sich die Grinder kleine Magnete oder Mikrochips unter die Haut um etwa magnetische Felder wahrnehmen zu können, ihre Haustüre zu öffnen oder auch um bargeldlos zu bezahlen. Dabei messen die Grinder ihrem Do-It-Yourself Prinzip eine hohe Bedeutung zu. Vieles geschieht auf selbstexperimenteller Basis, wodurch sie sich von den großen Herstellern der technologischen Evolution abgrenzen wollen.

Was erwartet uns sonst noch?

Die Entwicklung der physischen und psychischen Verbesserung des Körpers findet also zeitgleich in mehreren Disziplinen statt. Massentaugliche Gentests ermöglichen es, Krankheiten vor ihrer Entstehung zu erkennen und diese vorbeugend ernährungsbasiert zu behandeln. Der steigende Funktionsumfang von Wearables produziert eine massiv wachsende Datenmenge, deren Auswertung teils durch künstliche Intelligenzen verbessert wird. Andererseits nähern sich besonders Technikbegeisterte mit digitalen Implantaten der Vision des Cyborgs an, dem Mischwesen aus Mensch und Maschine. Aufstrebende Hersteller von Brain-Computer-Interfaces (BCI) wie Synchromed, Neuralink, Thync oder Wearable Sensing leiten mit digitalen Stirnbändern, die Hirnströme messen, eine neue Generation von Wearables ein. Dadurch können jetzt schon psychische Defizite wie Konzentrationsstörungen oder Depressionen besser behandelt werden. Beschäftigte in kritischen Funktionen können zudem vor drohendem Sekundenschlaf gewarnt werden. Einzelne Unternehmen setzen BCI’s bereits testweise ein. Dadurch rückt auch die Vision vom unfallfreien Fahren näher, denn viele Unfälle die durch Gesundheitsprobleme des Fahrers verursacht werden, könnten mit der Integration dieser innovativen Technologie vermieden werden.

Wo lauern Gefahren?

Der zunehmende Datenaustausch zwischen Körper und Maschine verbindet die Angreifbarkeit des Computers durch Hacking direkt mit gesundheitlichen Gefahren. Eine Veränderung von Messdaten aus krimineller Intuition heraus, kann zu falschen medizinischen Handlungen und Eingriffen führen. Sind dann noch Implantate vorhanden, die den Körper mit gewissen Stoffen versorgen und Körperfunktionen direkt beeinflussen können, kann die Cyberkriminalität den digitalen Raum verlassen und hat direkten Zugriff auf den menschlichen Körper. Es fällt nicht schwer sich Szenarien vorzustellen, die dadurch entstehen können. Der Körper kann manipuliert, dauerhaft geschädigt sowie im schlimmsten Fall ausgeschalten werden. Es gilt also wachsam zu bleiben und bei aller Begeisterung über die neuen Technologien auch die Risiken zu beachten.

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Brain-Computer-Interfaces, KI und Androiden

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Brain-Computer-Interfaces – Behalten wir die Oberhand?

Die Art und Weise wie der Nutzer in Zukunft mit Computern kommunizieren wird, steht vor einem großen Umbruch. Nach Tastaturen, Mäusen, Touchscreens, Gesten- und Stimmerkennung, setzt die Avantgarde der Computer Forschung auf sogenannte Brain-Computer-Interfaces (BCI’s). Die neuartigen Schnittstellen sollen es dem Nutzer erlauben, komplexer werdende Anwendungen direkt mit der Kraft der Gedanken zu steuern. Hintergrund der Entwicklung ist die Erfindung immer leistungsfähigerer künstlicher Intelligenzen (KI).

Was sind Brain-Computer-Interfaces?

Brain-Computer-Interfaces (BCI’s) sind Schnittstellen zwischen Gehirn und Computer. Die Gedankenkraft wird dabei übersetzt in digitale Eingabebefehle. Die Messung der Hirnströme kann auf zwei Arten stattfinden: nichtinvasiv und invasiv. Bei der ersten Methode wird über Elektroden die Hirnaktivität auf der Kopfhaut gemessen. Ein Nachteil liegt dabei in der Ungenauigkeit der Messergebnisse. Bei der zweiten, der invasiven Methode, wird mit einer kleinen Elektrode direkt im Gehirn gemessen. Diese Methode ermöglicht weitaus präzisere Messungen unserer Hirnaktivität und Elon Musk scheut nicht davor zurück, einen minimalinvasiven Eingriff zu präferieren. Das von ihm erst 2016 mitbegründete Unternehmen Neuralink will hierzu schon bald ein revolutionäres Produkt vorstellen.

Cyborg oder Android – Welches Konzept gewinnt die Zukunft?

Unter einem Cyborg versteht man einen Menschen, der durch technologische Erweiterungen seine Möglichkeiten erhöht. Bereits heute gibt es Prothesen oder Hör- und Sehhilfen, die erste Schritte in diese Richtung beweisen. Es muss dabei aber nicht lediglich darum gehen, körperlich eingeschränkten Personen Hilfe zu verschaffen. Die technologische Entwicklung wird auch dazu genutzt werden einen unbeeinträchtigten Menschen zu verbessern. Ein Exoskelett lässt einen Querschnittsgelähmten wieder gehen oder verleiht einem ‚Gesunden‘ übermenschliche Kraft und Ausdauer. Auch die Verwendung eines Implantats, das ein Gehirn mit einem Computer kommunizieren lässt, macht einen Menschen zu einem Cyborg. Unter einem Androiden hingegen versteht man eine möglichst menschenähnliche Maschine, wie etwa der aus dem Film Terminator bekannte Roboter und die Figur Data aus der Serie Star Trek. Wirft man einen Blick auf die Roboter des Unternehmens Boston Dynamics, wird leicht erkennbar wie nah sich Science-Fiction und aktuelle Realität bereits sind.

Menschmaschine vs. Maschinenmensch

Zwei Entwicklungen stehen sich gegenüber: die technologische Erweiterung des Biomenschen auf der einen Seite, und die Vermenschlichung von Robotern. Welcher Entwicklungsstrang die Bedeutungshoheit in Zukunft erlangen wird, kann noch nicht vorhergesehen werden. Aber Pioniere dieser Entwicklung, wie etwa Elon Musk, sehen die Herausforderung darin, dass künstliche Intelligenzen zukünftig die Intelligenz der Menschheit überragen werden. Damit aus dieser Entwicklung keine substanzielle Gefahr für unsere Spezies entsteht, empfiehlt Musk die Verbindung von menschlichem Gehirn und Künstlicher Intelligenz. Nur wenn wir mit der technologischen Entwicklung integrativ mit wachsen und selbst den digitalen Raum betreten, können wir dieser Ansicht nach künftige KIs unter Kontrolle halten.

Sind wir in Gefahr?

Was würde passieren wenn BCIs oder die Server auf denen die Interaktionen stattfinden Ziel eines Cyber-Angriffs und gehackt werden? Nicht nur von Menschen erstellte Informationen könnten zum Vorteil des Angreifers entwendet werden, im schlimmsten Fall würde eine digitalisierte Seele komplett gelöscht oder so verändert, dass ihre ursprüngliche Identität verloren ginge. Viele Fragen bleiben hier noch unbeantwortet. Wenn es etwa einem Bürger, welcher interaktiv mit einem BMI vernetzt ist, immer noch erlaubt wäre im Demokratieprozess zu wählen, wie stellt man dann sicher, dass seine Stimme nicht durch Hackerangriffe manipuliert wurde und wie bewertet man diese Stimme? Bei allen technologischen Herausforderungen werden die damit verbundenen ethischen Fragen und deren soziale Umsetzung uns noch lange mindestens genauso beschäftigen.

Was bedeutet das für die Mobilität der Zukunft?

Die oben angeführten Entwicklungen werden vielfältige Einflüsse auf unser Verständnis von Mobilität ausüben. Durch weiterentwickelte Brain-Computer-Interfaces könnten wir uns in einen Androiden einklinken und ihn steuern, als wäre er unser eigener Körper. Statt tatsächlich physisch an einen weit entfernten Ort zu reisen, könnten wir so z.B. die Steuerung eines Arbeitsroboters von unserem momentanen Standort aus übernehmen und Aufgaben an jedem Ort der Welt erledigen lassen.

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