Silizium vergessen: Wissenschaftler bauen die nächste Generation von Computern aus lebenden Gehirnzellen

Wichtigste Punkte

• Gehirnorganoide sind winzige, im Labor gezüchtete Cluster menschlicher Neuronen etwa in der Größe eines Chiasamenkorns und enthalten bereits bis zu 5 Millionen Zellen, die eine elektrische Aktivität ähnlich wie die Gehirnwellen eines Frühgeborenen erzeugen.
• Ein Startup in Melbourne hat Organoide zum Spielen der Videospiele Pong und Doom verwendet; Forscher der University of California San Diego nutzen sie, um Roboter durch Labyrinthe zu steuern.
• Forscher der Johns Hopkins University bauen Biocomputer-Systeme auf, physische Geräte, die lebendes Organolidgewebe mit elektronischer Hardware verbinden.
• Organoide, die aus den Zellen von Spendern mit Autismus gezüchtet werden, helfen Wissenschaftlern zu untersuchen, wie sich die neuronale Entwicklung bei autistischen Kindern unterscheidet – eine Forschung, die eines Tages verändern könnte, wie die Erkrankung verstanden und behandelt wird.
• Es gibt derzeit kein Bundesgesetz zum Schutz von Tieren, das Gehirnorganoide abdeckt, aber Bioethiker warnen, dass die Regeln aktualisiert werden müssen, wenn Organoide weiter an Komplexität zunehmen.

Ihre Haut kann ein Gehirn züchten. Natürlich kein vollständiges, aber einen funktionierenden Cluster von mehreren Millionen Neuronen, die elektrische Signale aussenden und Gehirnwellen erzeugen. Wissenschaftler nennen diese Cluster menschliche Gehirnorganoide – das heißt, miniatur im Labor gezüchtete Organmodelle – und sie stellen sie seit Jahren her.

Jetzt setzen sie diese in die Praxis um.

Was machen Gehirnorganoide eigentlich?

Organoide werden verwendet, um Videospiele zu spielen, Roboter zu steuern und die Kerne früher Biocomputer zu bilden – Computer, die biologisches Gewebe statt rein elektronischer Bauteile nutzen. Ein Startup in Melbourne hat Organoide Pong und Doom spielen lassen. An der University of California San Diego (UCSD) steuern sie spinnenförmige Roboter durch Labyrinthe.

Der Entwicklungsbiologe Alysson Muotri leitet das Organoidprogramm am Sanford Stem Cell Institute der UCSD. Sein Labor züchtet Organoide in zehn Tausenden, hält sie mehrere Monate lang bei Körpertemperatur. Jedes ist etwa so groß wie das Gehirn einer Biene, mit ungefähr 2,5 Millionen lebenden Neuronen in einem schnodderig aussehenden Blob, den man in einer Petrischale verlieren könnte.

Muotris Organoide reagieren auf elektrische Impulse, merken sie sich und beginnen, sie vorauszuahnen. „Egal in welche Umgebung man sie setzt, das Erste, das sie versuchen, ist sich zu verbinden", sagte er gegenüber Wired AI, das diese Forschung zuerst ausführlich berichtete.

Die Herstellung eines Organoids erfordert keine Operation. Eine kleine Hautprobe (oder Blut, Haare oder Zähne) genügt. Labortechniker führen spezielle Proteine in erwachsene Zellen ein, die diese in einen embryonalen, unbeschriebenen Zustand zurückversetzen. Von dort aus können diese sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen – Zellen, die chemisch zurückgesetzt wurden, damit sie fast jeden Gewebetyp bilden können – dazu gebracht werden, zu Neuronen zu werden.

Muotris persönliche Motivation ist Autismus. Sein 18-jähriger Sohn ist autistisch und benötigt rund um die Uhr Betreuung. Durch die Züchtung von Organoiden aus den Zellen von Spendern mit Autismus, einschließlich seines Sohnes, hofft Muotri zu sehen, wo sich die neuronale Entwicklung von typischen Mustern abweicht. Frühere Forschung stützte sich stark auf Mäuse, was Vergleiche mit der menschlichen Gehirnentwicklung schwierig machte.

Sollte sich jemand Gedanken über die Ethik machen?

Derzeit befinden sich Organoide in einer rechtlichen Grauzone. Sie sind keine Menschen und keine Tiere, daher gelten keine bundesstaatlichen Tierschutzgesetze für sie. Der Soziologe John Evans, Co-Direktor des Institute for Practical Ethics der UCSD, bringt es auf den Punkt: Es ist derzeit keine Genehmigung erforderlich, um Experimente mit ihnen durchzuführen.

Bioethiker beobachten jedoch aufmerksam. Wenn Organoide weiter an Komplexität zunehmen, müssen die Regeln überarbeitet werden. Die kniffligere Frage ist, ob ein Organoid jemals bewusst sein könnte. Die meisten Philosophen des Geistes argumentieren, dass Bewusstsein einen Körper und gelebte Erfahrung erfordert, weder davon hat ein Blob in einem Glasröhrchen. Dennoch ist die Frage nicht mehr rein theoretisch.

Was bedeutet das für normale Menschen?

Für die meisten Menschen ist diese Forschung noch Jahre davon entfernt, das tägliche Leben zu beeinflussen. Die unmittelbarste Auswirkung ist medizinisch: schnellere und genauere Tests von neuen Medikamenten und ein tieferes Verständnis von Erkrankungen wie Autismus. Der Rechenansatz liegt noch in weiter Ferne.

Was dies in Frage stellt, ist die Idee, dass Intelligenz, künstlich oder anders, aus Silizium aufgebaut sein muss. Das ist etwas, das man im Hinterkopf behalten sollte, während sich Schlagzeilen auf den neuesten Chatbot konzentrieren.

Die ehrliche Erkenntnis: Die interessanteste KI-Geschichte im Moment könnte überhaupt keinen Computer beinhalten.