Schlagwort: Bakterien

  • Energiekrise der KI ist mit dieser Methode gelöst

    Ein Gehirn mit künstlichen Neuronen

    Nano Banana

    Kurzfassung
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    Quellen
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    Forscher haben künstliche Neuronen entwickelt, die auf Proteinen von Bakterien basieren.
    Diese Neuronen arbeiten extrem energieeffizient und auf dem gleichen Spannungsniveau wie menschliche Nervenzellen.
    Die Technologie ermöglicht die direkte Kommunikation zwischen Elektronik und lebenden biologischen Zellen.
    Die Entwicklung könnte die Grundlage für revolutionäre medizinische Implantate und Gehirn-Computer-Schnittstellen bilden.

    University of Massachusetts Amherst
    Frontiers in Microbiology
    Nature Communications
    ScienceDaily
    The Register

    Was wäre, wenn Computer mit der gleichen Energieeffizienz wie das menschliche Gehirn arbeiten könnten? Forscher haben nun künstliche Neuronen entwickelt, die genau das versprechen. Sie basieren auf Bakterien, arbeiten mit extrem niedriger Spannung und können direkt mit lebenden Zellen interagieren. Diese Technologie könnte die Medizin revolutionieren. Effizienz nach Vorbild der Natur Ein zentrales Problem der Bioelektronik scheint gelöst. Heutige KI-Systeme verbrauchen enorme Mengen an Energie. Im Gegensatz dazu benötigt das menschliche Gehirn nur etwa 20 Watt für hochkomplexe Prozesse. Forscher der University of Massachusetts Amherst haben nun einen entscheidenden Schritt zur Nachahmung dieser Effizienz gemacht. Ihre künstlichen Neuronen benötigen nur 0,1 Volt Spannung. Das entspricht exakt dem Niveau biologischer Nervenzellen. Damit verbrauchen sie hundertmal weniger Energie als bisherige Ansätze. Dieser Durchbruch macht klobige und energieintensive Signalverstärker für medizinische Anwendungen überflüssig. Die Elektronik kann direkt auf biologischer Ebene agieren. Hightech aus dem Mikrokosmos Die Grundlage für diese Innovation liefert ein Mikroorganismus. Das Bakterium Geobacter sulfurreducens produziert von Natur aus elektrisch leitfähige Proteinfäden. Die Wissenschaftler nutzen diese Nanodrähte, um sogenannte Memristoren zu bauen. Diese Bauteile vereinen Rechen- und Speicherfunktionen und sind zudem biokompatibel. Die proteinbasierten Drähte funktionieren problemlos in der feuchten Umgebung des menschlichen Körpers. Sie ermöglichen eine nahtlose Verbindung zwischen technischem Bauteil und biologischem Gewebe. Das System kann sogar auf chemische Botenstoffe wie Neurotransmitter reagieren und so die Funktionsweise des Nervensystems nachahmen. Die medizinische Revolution rückt näher Die neuen Neuronen eröffnen weitreichende Anwendungsmöglichkeiten. Die Forscher zeigten bereits erfolgreich, wie ihre Entwicklung mit schlagenden menschlichen Herzmuskelzellen kommuniziert. Künftig könnten intelligente Implantate oder Prothesen direkt mit dem Nervensystem interagieren. Auch die deutsche Forschung arbeitet an ähnlichen Zielen. Projekte entwickeln Handprothesen, die Amputierten das Gefühl zurückgeben. Die neuen Erkenntnisse aus den USA könnten diesen Bestrebungen einen entscheidenden Schub verleihen. Der Markt für solche gehirnähnlichen Computersysteme könnte bis 2032 auf über eine Billion US-Dollar anwachsen.

  • KI erschafft Leben: Viren aus dem Computer töten Bakterien

    Viren brechen aus PC aus und greifen an

    KI erschafft Leben: Viren aus dem Computer töten Bakterien Forscher lassen eine KI völlig neue Viren designen. Der Test im Labor war erfolgreich. Ein Meilenstein für die Medizin mit beunruhigenden Risiken. Kurzfassung | Andreas Becker, 19.09.25
    gpt-image-1 | All-AI.de EINLEITUNG Eine Künstliche Intelligenz hat erstmals komplette, funktionsfähige Genome für Viren entworfen. Forscher in Kalifornien haben die Baupläne der KI chemisch ausgedruckt und im Labor getestet: Einige der künstlichen Viren waren in der Lage, sich zu vermehren und gezielt Bakterien zu töten. Dieser Durchbruch markiert einen entscheidenden Moment für die synthetische Biologie und eröffnet neue Wege für die Medizin, wirft aber gleichzeitig drängende Sicherheitsfragen auf. NEWS Vom Sprachmodell zum Gen-Designer Forscher der Stanford University und des Arc Institute nutzten ein KI-Modell namens „Evo“, das ähnlich wie bekannte Sprachmodelle funktioniert. Anstatt es mit Texten aus dem Internet zu trainieren, fütterten die Wissenschaftler die KI mit den genetischen Daten von rund zwei Millionen natürlich vorkommenden Bakteriophagen – Viren, die auf die Infektion von Bakterien spezialisiert sind. Auf dieser Grundlage lernte die KI die fundamentalen Regeln und Muster des viralen Lebens und konnte eigenständig völlig neue Genomsequenzen generieren. Als Testobjekt diente der gut erforschte Bakteriophage phiX174, dessen Genom aus nur elf Genen und etwa 5.400 DNA-Buchstaben besteht. Die KI entwarf hunderte Varianten dieses Virus, die sich teils erheblich von allen bekannten natürlichen Vorbildern unterschieden. Dieser Schritt geht weit über die bisherige Fähigkeit hinaus, nur einzelne Proteine zu entwerfen; hier wurde erstmals ein kompletter genetischer Bauplan für einen replikationsfähigen Organismus von einer Maschine geschrieben. Der Praxistest in der Petrischale Der entscheidende Moment kam, als die Forscher 302 der KI-entworfenen Genome als echte DNA-Stränge synthetisierten und sie mit E. coli-Bakterien zusammenbrachten. Das Ergebnis war ein voller Erfolg: In 16 Fällen erwachten die künstlichen Genome zum Leben. Die von der KI geschaffenen Phagen begannen sich zu vermehren, die Bakterienzellen zu befallen und sie schließlich zu zerstören, was sich als klare Zonen toter Bakterien in den Petrischalen zeigte. Diese neuen Viren sind keine bloßen Kopien, sondern enthalten hunderte von Mutationen, die in der Natur noch nie beobachtet wurden. Das Potenzial dieser Technologie ist immens. Sie könnte die Entwicklung von Phagentherapien revolutionieren, die als Alternative zu Antibiotika bei multiresistenten Keimen gelten. Auch in der Gentherapie, wo Viren als Transportmittel für Gene in den Körper dienen, könnten maßgeschneiderte KI-Viren deutlich effektivere und sicherere Werkzeuge werden. Zwischen Heilung und Biowaffe Trotz der vielversprechenden Möglichkeiten warnen Experten vor den Risiken. Die gleiche Technologie, die hochwirksame Medikamente hervorbringen kann, birgt auch ein Missbrauchspotenzial. Die Forscher betonten, dass sie ihr KI-Modell bewusst nur mit Daten von Viren trainiert haben, die für Menschen harmlos sind. Doch die Methode könnte theoretisch auch auf menschliche Krankheitserreger wie Pocken oder andere gefährliche Viren angewendet werden. Die Komplexität größerer Organismen stellt derzeit noch eine natürliche Hürde dar. Das Genom eines E. coli-Bakteriums ist bereits rund tausendmal größer als das des hier verwendeten Phagen. Dennoch ist der Beweis erbracht, dass generative KI biologisch aktive Systeme von Grund auf neu erschaffen kann. Die Büchse der Pandora der KI-gestützten Biologie ist damit geöffnet – wohin der Weg führt, bestimmen nun die Leitplanken, die man dieser Technologie setzt. MITMACHEN Hat Dir der Beitrag gefallen oder geholfen? Dann hilf uns mit einem Klick weiter – dauert nur Sekunden. Teile diesen Beitrag Folge uns auf Social Media Mastodon X Bluesky Facebook LinkedIn Youtube Unterstütze uns direkt KI-Tools sind teuer – unser Wissen bleibt kostenlos. Spende einmalig via PayPal oder werde YouTube-Mitglied (ab 0,99 €). Dafür liefern wir täglich News, ehrliche Tests und praxisnahe Anleitungen. Danke dir! PayPal – Spende Youtube – ABO KURZFASSUNG
    Forscher der Stanford University und des Arc Institute haben eine KI namens „Evo“ genutzt, um erstmals funktionsfähige Virus-Genome zu entwerfen.
    Die KI wurde mit den Gendaten von zwei Millionen harmlosen Viren trainiert und erstellte daraufhin 302 völlig neue genetische Baupläne.
    Im Labortest erwiesen sich 16 der von der KI geschaffenen Viren als lebensfähig; sie konnten sich vermehren und erfolgreich E. coli-Bakterien abtöten.
    Die Technologie verspricht enorme Fortschritte für die Medizin, etwa im Kampf gegen antibiotikaresistente Keime, birgt aber auch erhebliche Risiken für den Missbrauch als Biowaffe.
    QUELLEN
    MIT Technology Review Online
    bioRxiv
    BiopharmaTrend
    The Indian Express