Die Zukunft hat bereits begonnen – 3

Thomas Leblanc, dem Leiter der Phantastischen Bibliothek in Wetzlar, verdanke ich den Hinweis, dass Cyborgs [1] längst unter uns sind, und N.Katherine Hayles schreibt in ihrem „Cyborg handbook“, dass ungefähr 10 Prozent der derzeitigen Einwohner der USA im technisch strengen Sinne „Cyborgs“ sind.

In-Ohr-Hörgeräte und künstliche Linsen in unseren Augen sind längst alltäglich. Auch der Einsatz von Herzschrittmachern wird niemandem mehr futuristisch erscheinen, so wenig wie künstliche Hüft- und Kniegelenke, Brustimplantate oder Herzklappen.

Myoelektrische Prothesen vereinen ein hohes Maß an Funktionalität mit kosmetischen Ansprüchen. Die Steuerung erfolgt über die Muskeln des nach der Amputation verbliebenen Stumpfes, der in Silikon eingebettet wird. „Über Elektroden, die eine Muskelaktivität im Stumpf erfassen, werden elektrische Motoren angesteuert, die Greif- und Umwendebewegungen der Hand und Funktionen des Ellenbogens steuern können“, berichten Forscher des Universitätsklinikums Heidelberg. Die Firma Otto Bock – führender Prothesenhersteller in Deutschland – vermeldet: „Das Axon-Bus Prothesensystem mit der Michelangelo Hand gibt Ihnen mit ihren verschiedenen Möglichkeiten zu greifen, zahlreiche Funktionen der natürlichen Hand zurück und ermöglicht es Ihnen, handwerkliche oder alltägliche Aufgaben zu bewältigen, bei denen Präzision und Kraft gefragt sind. Dank ihres besonders natürlichen Designs integriert sie sich harmonisch in das natürliche Körperbild.“

Zwar werden Prothesen-Träger immer noch als Menschen mit Behinderung angesehen, das könnte sich aber bald ins Gegenteil wenden. So sieht man Trägern moderner Beinprothesen, das Handicap gar nicht mehr und sie können ohne Probleme Fahrrad oder gar Inlineskates  fahren. Spezialanfertigungen für Sportler haben deren Leistungen nicht nur an die Leistungen „normaler“ Spitzensportler herangebracht, sondern diese sogar übertroffen. So verliert ein trainierter Sprinter bei jedem Schritt 40 Prozent der aufgebrachten Energie aber ein Sprinter mit beidseitigen Prothesen wie Oscar Pistorius nur 8 Prozent. Da das für die Prothesen verwendete Karbon steifer und widerstandsfähiger ist als ein menschliches Sprunggelenk, hat der Prothesen-Sprinter einen großen mechanischen Vorteil und muss weniger Aufwand treiben um eine hohe Geschwindigkeit zu halten. „Seine Prothese ermüdet nicht, wie die Muskeln der Anderen.“ sagt der Biomechaniker Gert-Peter Brüggemann. Der Beinamputierte Weitspringer Markus Rehm gewann am 26.7.2014 mit einer Weite von 8,24 Metern die deutsche Meisterschaft im Weitsprung der – nichtbehinderten! – Männer. Der Deutsche Leichtalethik-Verband liess ihn aber nicht an den Europameisterschaften teilnehmen, da er „deutliche Zweifel (hatte), dass Sprünge mit Beinprothese und mit einem natürlichen Sprunggelenk vergleichbar sind.“ Rehm muss demnach also wohl als  „verbesserter Mensch“ gelten – nicht als Mensch mit Behinderung.

Mittlerweile setzen Ärzte PatientInnen immer häufiger Teile ein, die aus dem 3D-Drucker stammen, Die Kombination von biokompatiblen Gerüsten und lebenden Zellen revolutioniert dabei die regenerative Medizin. Mittlerweile ist es möglich, Hüftgelenke, Stents oder Gewebeersatz ohne Schleifen, Bohren oder langwierige Zellkultur für den einzelnen Patienten so maßzuschneidern, dass diese sofort passen. Eine andere Anwendung solcher 3D-Matrices veröffentlichten Forscher von der Ann Arbor University in Michigan, die zeigten, dass der Druck von Implantaten auch Kindern helfen kann, bei denen das Hilfsmittel mitwachsen muss. Bei der behandelten Erkrankung ist das Bindegewebe der großen Atemwege so schwach, dass es beim Atmen immer wieder kollabiert. Bisher war ein Luftröhrenschnitt mit kontinuierlicher mechanischer Beatmung die Methode die Wahl für diese Kinder. Jetzt kann ein Stützgerüst, das außen die Hauptbronchien umhüllt und an ihnen festgenäht wird, helfen. Dank seiner offenen zylindrischen Form wächst es mit der Vergrößerung der Atemwege mit.  Entsprechend den genauen Daten vorheriger CT-Aufnahmen Der 3D-Drucker passt dabei die Atemwegsstützen entsprechend der Daten von vorangegangenen CT-Aufnahmen exakt an. Drucker können mittlerweile problemlos auch mehrlagige komplexe Strukturen wie Knorpelgewebe aufbauen, bisher war es aber schwierig Gewebe von Organen zu drucken, die ein Ver- und Entsorgungskanalsystem brauchen. Wissenschaftlern aus Harvard, Stanford und Sydney ist es gelungen ein funktionierendes Kapillarnetzwerk in das gedruckte Gewebe zu integrieren. Damit ist der Weg geebnet letztlich auch Muskeln und innere Organe herzustellen und pass genau in den Patienten-Körper einzusetzen.

Zunächst müssen Studien und Langzeitbeobachtungen an einer größeren Anzahl von Patienten klären, dass die Materialien und Verfahren auch langfristig sicher und funktionsfähig sind. Aber es ist absehbar, dass Gewebedrucker bald Einzug in Kliniken und Arztpraxen finden werden, um kranke oder zerstörte Gewebe und Körperteile, ja sogar innere Organe zu ersetzen.

Seit langem träumen Menschen davon, dass bei Erkrankungen kein Chirurg mehr zum Messer greifen muss. Bald könnten mikroskopisch kleine Roboter Eingriffe durchführen, Gerinnsel beseitigen oder spezifische Medikamente bis an die problematischen Zellen heranführen. Forscher des MIT (Masachsets Institute of Technology) und der Max-Planck-Gesellschaft haben Mikroroboter entwickelt, die sich mithilfe jeweils unterschiedlicher Antriebsmöglichkeiten in Blutgefässen fortbewegen und wie Minidrohnen Wirkstoffe transportieren können.  Im Laborversuch führen Miniaturgreifer bereits Biopsien durch und kleine „Gripper“ buddeln sich durch Gefäßverschlüsse. Es ist vorstellbar, dass in weiterer Zukunft diese kleinen Maschinen im Körper verbleiben und wie eine Feuerwehr oder ein Technisches Hilfswerk ständig Reparaturen und schnelle Hilfe im Zellbereich leisten.

Wie erleben dramatische Schritte, mechanische, akustische und optische Systeme mit dem Nervensystem des Menschen zu verbinden

Mit Cochlea-Implantaten können Taube wieder hören, mit Silizium-Chips, die Reize über den Sehnerv ins Gehirn schicken, können Blinde sich wieder räumlich orientieren. Thomas Stieglitz von der Universität Freiburg gelang es, Amputierten über eine Prothese sensorischen Impulse an das Gehirn zurückzuschicken und ermöglichte so Patienten mit einem künstlichen Glied etwas zu „fühlen“. Überall in der Welt arbeiten Wissenschaftler an Roboterarmen und -beinen mit Gedankensteuerung.

Ein 29järiger Querschnittsgelähmeter steuerte ein  Exo-Skelett zum Anstoss bei der Fussballweltmeisterschaft nur mit seinen Gedanken. Das dort präsentierte Exoskelett, das in der Kooperation von 200 Wissenschaftlern in aller Welt (u.a. der Technischen Universität München) entstanden ist, ist die Hoffnung für Tausende von Querschnittsgelähmten. Max Ortiz Catalan, Forscher an der Chalmers University of Technology in Göteborg sagte,“Wir haben wirklich die Mittel für eine dauerhafte Verbindung zu neuromuskulären Interfaces“, als er den Prototyp einer robotischen Armprothese vorstellte, die – direkt am Skelett verankert – eine natürliche Gedankensteuerung ermöglicht. Mit Hilfe von Exo-Skeletten werden die Kräfte und Schnelligkeit von Soldaten vervielfacht, mit haftfähigen Stoffen können sie klettern wie Spiderman…..

Bereits heute fliegen Forscher mit ihren Gedanken Flugzeuge im Simulator, Gelähmte senden über Gehirn-Computer-Schnittstellen E-Mails. Mit sensorischen Hauben ausgestattet konnten Gehirne so miteinander verbunden werden, dass sich ihre Besitzer über große Distanz einfache Signale zusenden konnten. Die US-Armee forscht an einem Implantat, über das sich das Gehirn eines Menschen direkt mit einem Computer verbinden kann, und zwar sehr viel umfassender als mit der derzeit verfügbaren Technologie, die nur mit bis zu 100 Kanälen ausgestattet sind, über die sie Befehle von Neuronen des Nutzers aufnehmen können. Dadurch ist  die Verarbeitung der Daten ungenau und langsam. Nun sollen die Informationen direkt aus einzelnen Neuronen ausgelesen werden. Dadurch würde es möglich, dass Ärzte chirurgische Roboter mit hoher Präzision mit der Kraft ihrer Gedanken steuern könnten. Die Defense Advanced Research Agency (DARPA) der USA will damit aber eine neue Phase in der Steuerung von Drohnen und Kampfrobotern einläuten.

Es wird bereits hier deutlich, dass die Möglichkeiten des Menschen der Zukunft deutlich über seine heutigen Fähigkeiten hinaus gehen werden. Bis dahin muss aber unserer Gesellschaft noch erhebliche Anstrengungen unternehmen, um die hieraus entstehenden ethischen und politischen Fragen zu lösen. Wiederum liegt in der Entwicklung die Chance zum Fortschritt der Menschheit, wenn wir sie klug nutzen.

(Wir haben uns hier zunächst nur auf die technischen Entwicklungen zur Transhumanität beschränkt, über die biologischen und gentechnologischen Trends werden wir in der nächsten Ausgabe reflektieren.)

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[1]Der Begriff Cyborg bezeichnet ein Mischwesen aus lebendigem Organismus und Maschine

Dieser Artikel erschien erstmals im Juni 2016 in den Wetzlarer Nachrichten