Wie wichtig der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) in der biomedizinischen Forschung mittlerweile ist, wurde durch die Verleihung des Nobelpreises für Chemie an die Entwickler der KI-gestützten Proteinforschung AlphaFold heuer eindrucksvoll belegt. Auch die kürzliche Gründung des AITHYRA-Instituts der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) für Künstliche Intelligenz und Biomedizin, das durch die gemeinnützige Boehringer Ingelheim Stiftung (BIS) mit Sitz in Mainz mit 150 Millionen Euro gefördert wird, unterstreicht die Relevanz der Zusammenarbeit von KI- und Life-Sciences-Expert:innen.

Größere Datenmengen, schnellere Studienergebnisse

Welche Auswirkungen diese „Heirat von KI und Biomedizin“ auf die Diagnostik, die Personalisierung von Behandlungen und die Gesundheitsversorgung insgesamt haben kann, unterstrich beim Fallings Walls Science Summit Michael Bronstein, DeepMind-Professor für KI an der Universität Oxford und wissenschaftlicher Direktor des neuen AITHYRA-Instituts der ÖAW. „Mithilfe der KI in der biomedizinischen Forschung können wir wahrscheinlich Medikamente für Krankheiten bekommen, für die es derzeit keine Heilung gibt, diese Medikamente können potenziell personalisiert und klinische Studien selbst mit Hilfe der KI beschleunigt werden.“

Bronstein war einer der Teilnehmenden bei einem Falling Walls Round Table von ÖAW und BIS unter dem Titel „How Artificial Intelligence Drives the Biomedical Revolution“ am 8. November 2024. Dort diskutierte er mit den zwei Präsidenten von ÖAW und Max Planck-Gesellschaft sowie führenden Expert:innen aus KI und Biodemizin, wie IT Linguistiker Richard Socher.

Socher, Gründer und CEO der KI-Suchmaschine you.com, sprach von einer Ära der KI, welche die Medizin verändern wird. Er erzählte von Fortschritten in der Biotechnologie und im maschinellen Lernen, die es beispielsweise ermöglicht haben, winzige organoide Lymphknoten in großem Maßstab zu züchten und so klinische Studien quasi in der Petrischale durchzuführen, was unter anderem bedeutet, viel mehr Daten in kürzerer Zeit sammeln und den Zyklus der Medikamentenentwicklung entscheidend verkürzen zu können.

Nach Alpha Fold kommt Alpha Cell

Das „nächste große Ding“, dessen Entwicklung einen völlig neuen Zugang zu medizinischen Problemen versprechen könnte, ist nach AlphaFold, Alpha Cell. Jan Ellenberg, Molekularbiologe und Direktor von SciLifeLab, erklärt: „Die nächste große Revolution besteht für mich darin, vorhersagen zu können, wie die grundlegende Einheit des Lebens, eine ganze Zelle, funktioniert.“ Und Sochor führt weiter aus: „Sobald wir eine Zelle simulieren können, kann man unendlich viele Male Hypothesen testen und Dinge ausprobieren. Das wird zahlreiche Probleme in der Biologie lösen – und sehr aufregend sein.“

Auf Nachfrage der Moderatorin und Chefredakteurin von Nature, Magdalena Skipper, über einen möglichen Zeitrahmen, wann es Alpha Cell geben wird, erklärt Ellenberg: „Ich rechne mit einer ersten, sehr rudimentären, Version in etwa drei Jahren“.

Groß denken: Interdisziplinarität und Internationalität

Ein besonders wichtiger Punkt für Forschungsfortschritte, darin sind sich alle Teilnehmer:innen der Diskussionsrunde einig, ist die Interdisziplinarität. Heather Harrington ist dafür ein gutes Beispiel. Sie ist Professorin für Mathematik in Oxford sowie Direktorin am Zentrum für Systembiologie Dresden und am Max-Planck-Institut. „Ich bin überzeugt davon, dass das wichtige Potenzial in den ineinander übergreifenden Disziplinen liegt. So spielt etwa die Mathematik eine wachsende Rolle bei der Entdeckung und dem Verständnis von KI-Wissenschaften, um Argumente zu analysieren, logisch zu verifizieren und KI-Ergebnisse zu erklären.“

Und Heinz Fassmann, Präsident der ÖAW, betont: „Ein Wandel in der Wissenschaft oder in der Kultur der wissenschaftlichen Arbeit ist eine Herausforderung, wenn man in diesem Bereich Fuß fassen will, denn es ist klar, dass man viel mehr Interdisziplinarität braucht als früher. Man braucht größere Teams und man braucht Daten, und um Daten zu bekommen, braucht man internationale Zusammenarbeit, also muss man in diesem Bereich groß denken.“

Vertrauen als Voraussetzung

Daten, und wie man diese generiert, ist ein weiterer wichtiger Punkt, der beim Forum diskutiert wird. Denn, wie Patrick Cramer, Präsident der Max-Planck-Gesellschaft, feststellt, ist es wichtig, dass „die Menschen keine Angst vor der KI haben, sondern bereit sind, Daten zur Verfügung zu stellen, weil sie den Nutzen sehen.“ Dabei gehe es um Vertrauen. Und da Menschen nicht einfach Maschinen oder Algorithmen vertrauen, seien, so der Experte, Veranstaltungen wie diese wichtig. „Denn man muss die Wissenschaftler:innen hinter der Wissenschaft kennen und wissen, dass sie die Forschung zum Wohle der Menschheit machen.“ Den  an einer Sache will Cramer – bei aller Hilfe durch KI – keinen Zweifel lassen: Am Ende wird jede endgültige Entscheidung von einem Menschen getroffen.

Impressionen von Fallings Walls