{"id":1976,"date":"2025-10-12T10:25:21","date_gmt":"2025-10-12T07:25:21","guid":{"rendered":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/?p=1976"},"modified":"2025-11-20T13:36:56","modified_gmt":"2025-11-20T10:36:56","slug":"neue-entwicklungen-bei-synthetischen-zellen-und-kuenstlicher-intelligenz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/2025\/10\/12\/neue-entwicklungen-bei-synthetischen-zellen-und-kuenstlicher-intelligenz\/","title":{"rendered":"Neue Entwicklungen bei synthetischen Zellen und k\u00fcnstlicher Intelligenz"},"content":{"rendered":"

Zellen sind die Grundbausteine \u200b\u200bdes Lebens und bilden die Vielfalt aller Lebewesen auf der Erde \u2013 sowohl einzelne Zellen als auch mehrzellige Organismen. Um besser zu verstehen, wie Zellen die wichtigsten Funktionen des Lebens erf\u00fcllen, entwickeln Wissenschaftler synthetische Zellen \u2013 nicht lebende Fragmente der Zellbiochemie, die in einer Membran eingeschlossen sind, die bestimmte biologische Prozesse nachahmt.<\/span><\/p>\n

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Forscher entwickeln derzeit ein \u201eGrundlagendokument\u201c f\u00fcr die Entwicklung synthetischer Zellen. Die Entwicklung synthetischer Zellen k\u00f6nnte eines Tages Antworten auf Fragen zur Entwicklung neuer Methoden zur Krankheitsbek\u00e4mpfung, zur Unterst\u00fctzung langfristiger bemannter Raumfl\u00fcge und zu einem besseren Verst\u00e4ndnis der Urspr\u00fcnge des Lebens auf der Erde liefern.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

In einem Anfang 2024 in der Fachzeitschrift ACS Synthetic Biology ver\u00f6ffentlichten Artikel beschreiben die Forscher die potenziellen M\u00f6glichkeiten, die die Entwicklung synthetischer Zellen er\u00f6ffnen k\u00f6nnte, und die Herausforderungen, die diese bahnbrechende Forschung mit sich bringt. Sie pr\u00e4sentieren au\u00dferdem einen Fahrplan, der Innovationen in diesem spannenden Bereich inspirieren und vorantreiben soll.<\/span><\/p>\n

\u201eDas Potenzial dieses Forschungsgebiets ist unglaublich\u201c, sagte Lynn Rothschild, Hauptautorin der Studie und Astrobiologin am Ames Research Center der NASA im kalifornischen Silicon Valley. \u201eEs ist uns eine Ehre, diese Gruppe zu leiten und ein Dokument zu entwickeln, das unserer Meinung nach Grundlagen schaffen und das Forschungsgebiet voranbringen wird.\u201c<\/span><\/p>\n

Die Entwicklung synthetischer Zellen k\u00f6nnte der Menschheit viele Vorteile bringen. Die Analyse der komplexen Vorg\u00e4nge bei der Zellbildung k\u00f6nnte Forschern helfen, die urspr\u00fcngliche Zellentwicklung besser zu verstehen oder den Weg f\u00fcr die Entstehung neuer Lebensformen zu ebnen, die widerstandsf\u00e4higer gegen raue Bedingungen wie Strahlung oder niedrige Temperaturen sind.<\/span><\/p>\n

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\nDie Entwicklung synthetischer Zellen k\u00f6nnte Forschern zu neuen Fortschritten in der Lebensmittelwissenschaft und Medizin sowie zu einem besseren Verst\u00e4ndnis der Urspr\u00fcnge des Lebens auf der Erde verhelfen. NIH\/Rhoda Baer<\/span><\/em><\/p>\n

Diese Innovationen k\u00f6nnten auch zu Fortschritten in der Lebensmittelwissenschaft und Medizin f\u00fchren \u2013 etwa durch eine Verbesserung der Effizienz der Lebensmittelproduktion, die Erkennung von Verunreinigungen w\u00e4hrend der Produktion oder die Entwicklung neuer Zellfunktionen, die zu neuen Behandlungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr chronische Krankheiten und sogar zu synthetischen Organtransplantationen f\u00fchren k\u00f6nnten, berichtet der Pressedienst der NASA.<\/span><\/p>\n\n

Die Schaffung synthetischer Zellen k\u00f6nnte auch einige der wichtigsten Fragen zur M\u00f6glichkeit von Leben au\u00dferhalb der Erde beantworten.<\/span><\/p>\n

\u201eDie Herausforderung, synthetische Zellen zu erschaffen, erm\u00f6glicht es uns zu verstehen, ob wir allein im Universum sind\u201c, sagte Rothschild. \u201eWir beginnen, F\u00e4higkeiten zu entwickeln, die es uns erm\u00f6glichen, nicht nur synthetische Analoga von Leben zu erschaffen, das auf der Erde existieren k\u00f6nnte, sondern auch Wege zu untersuchen, wie sich Leben auf anderen Planeten bilden k\u00f6nnte.\u201c<\/span><\/p>\n

W\u00e4hrend die Forschung zur Entwicklung synthetischer Zellen weitergeht, sieht Rothschild M\u00f6glichkeiten, die unser Verst\u00e4ndnis der Komplexit\u00e4t des nat\u00fcrlichen Lebens erweitern k\u00f6nnten.<\/span><\/p>\n

\u201eDas Leben ist eine erstaunliche Sache. Wir nutzen st\u00e4ndig das Potenzial der Zellen: Wir bauen H\u00e4user aus Holz, stellen Schuhe aus Leder her und atmen Sauerstoff. Das Leben ist erstaunlich pr\u00e4zise, \u200b\u200bund wenn wir es nutzen w\u00fcrden, w\u00e4re es unglaublich, was wir erreichen k\u00f6nnten.\u201c<\/span><\/p>\n

Wissenschaftler haben eine funktionierende menschliche Gehirnzelle aus Salz und Wasser nachgebaut. Wissenschaftler haben menschliche Synapsen schon lange mit herk\u00f6mmlichen festen Materialien nachgeahmt, doch eine neue Studie versucht, sie mit extrem einfachen Zutaten nachzubilden: Wasser und Salz.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Durch die Nachbildung menschlicher Synapsen in derselben Umgebung wie in unserem biologischen Gehirn k\u00f6nnen als iontronische Memristoren bekannte Ger\u00e4te die kurzfristige Plastizit\u00e4t unseres Gehirns nachahmen.<\/span><\/p>\n

W\u00e4hrend die neuromorphe (gehirn\u00e4hnliche) Datenverarbeitung noch in den Kinderschuhen steckt, zeigen Multimillionen-Dollar-Projekte, die die neurologischen F\u00e4higkeiten des Gehirns nachbilden sollen, dass der Wasser-Memristor neue Dimensionen der Rechenleistung und -effizienz erschlie\u00dfen k\u00f6nnte.<\/span><\/p>\n

Seit ENIAC in den 1940er Jahren erstmals Einsen und Nullen auf seinen Bildschirmen anzeigte, haben Computer erstaunliche technologische Fortschritte gemacht. In weniger als einem Jahrhundert sind Computer, die einst ganze R\u00e4ume f\u00fcllten, unvergleichlich schneller und effizienter geworden und k\u00f6nnen (aus unerfindlichen Gr\u00fcnden) sogar im Gesicht getragen werden. Dieser kolossale Fortschritt, der in fast einem einzigen Menschenleben erreicht wurde, ist zwar eine bemerkenswerte technische Leistung, verblasst jedoch im Vergleich zu den Milliarden Jahren kontinuierlicher Evolution, die zur Entwicklung eines der beeindruckendsten Computerger\u00e4te aller Zeiten gef\u00fchrt haben: dem menschlichen Gehirn.<\/span><\/p>\n

Nat\u00fcrlich ist die Nachahmung der Natur eine bekannte Strategie in Bereichen wie Materialwissenschaft, Medizin und sogar Landwirtschaft. K\u00f6nnte die Kopie des menschlichen Gehirns also zu einem Durchbruch in der k\u00fcnstlichen Intelligenz f\u00fchren? Die kurze Antwort lautet \u201eJa\u201c, die lange Antwort \u201eJa\u201c.<\/span><\/p>\n

Wissenschaftler der Universit\u00e4t Utrecht (Niederlande), die das aufstrebende Feld des iontronischen neuromorphen Computing erforschen, haben erfolgreich ein k\u00fcnstliches Ger\u00e4t entwickelt, das die Synapsen des menschlichen Gehirns nachahmt. Das Ger\u00e4t mit einem Durchmesser von nur 150 bis 200 Mikrometern (ein menschliches Haar ist etwa 100 Mikrometer dick) verwendet Salz und Wasser, um komplexe Informationen zu verarbeiten, \u00e4hnlich wie unser Gehirn. Details zu diesem einzigartigen Ger\u00e4t wurden im April 2024 in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ver\u00f6ffentlicht.<\/span><\/p>\n

\u201eK\u00fcnstliche Synapsen, die komplexe Informationen verarbeiten k\u00f6nnen, existieren bereits auf der Basis fester Materialien. Wir sind die Ersten, die zeigen, dass dies auch mit Wasser und Salz m\u00f6glich ist\u201c, sagte Tim Kamsma, Doktorand an der Universit\u00e4t Utrecht und Hauptautor der Studie, in einer Pressemitteilung. \u201eWir reproduzieren neuronales Verhalten effektiv mit einem System, das sich in derselben Umgebung wie das Gehirn befindet.\u201c<\/span><\/p>\n

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\nTEK IMAGE\/SCIENCE PHOTO LIBRARY\/Getty Images<\/span><\/em><\/p>\n

Das von s\u00fcdkoreanischen Wissenschaftlern entwickelte Ger\u00e4t, ein sogenannter iontronischer Memristor (Speicherwiderstand), ist kegelf\u00f6rmig und mit einer Wasser-Salz-L\u00f6sung gef\u00fcllt. Wird das Ger\u00e4t einem elektrischen Impuls ausgesetzt, bewegen sich Ionen durch den Kanal und ver\u00e4ndern die umgebende Ionenumgebung. Ist der Impuls besonders stark oder langanhaltend, ver\u00e4ndert sich die Leitf\u00e4higkeit des Kanals, was zu einer St\u00e4rkung oder Schw\u00e4chung neuronaler Verbindungen f\u00fchrt.<\/span><\/p>\n

Die Wissenschaftler fanden au\u00dferdem heraus, dass die Kanall\u00e4nge die Zeit beeinflusst, die zum Verschwinden von Ver\u00e4nderungen ben\u00f6tigt wird. Laut Kamsma bedeutet dies, dass iontronische Memristoren so konfiguriert werden k\u00f6nnen, dass sie sich an fr\u00fchere elektrische Ladungen erinnern, \u201e\u00e4hnlich den synaptischen Mechanismen in unserem Gehirn\u201c.<\/span><\/p>\n\n

Der australische Supercomputer DeepSouth soll als erste Maschine menschliche Gehirnsynapsen simulieren. W\u00e4hrend sich diese Forschung auf traditionelle feste Materialien konzentrierte, deutet Kamsmas Arbeit darauf hin, dass ein Wasser-Memristor m\u00f6glicherweise besser geeignet ist, die kurzfristige synaptische Plastizit\u00e4t unseres Gehirns zu reproduzieren.<\/span><\/p>\n

\u201eDies ist ein wichtiger Schritt zur Entwicklung von Computern, die nicht nur die Kommunikationsmuster des menschlichen Gehirns nachahmen, sondern auch dieselbe Umgebung nutzen k\u00f6nnen\u201c, sagte Kamsma. \u201eDies k\u00f6nnte letztendlich den Weg f\u00fcr Computersysteme ebnen, die die bemerkenswerten F\u00e4higkeiten des menschlichen Gehirns genauer nachbilden.\u201c<\/span><\/p>\n

KI bringt Wissenschaftler der Kartierung des organisierten Chaos in unseren Zellen n\u00e4her. K\u00fcnstliche Intelligenz durchdringt viele Bereiche unserer Gesellschaft und dringt schnell auch in andere vor. Ein Bereich, in dem sie einen bedeutenden Beitrag leistet, ist die Proteinforschung.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Wir sprechen \u00fcber die Molek\u00fcle, die unsere Zellen mit Energie versorgen. KI hat dieses Gebiet vorangebracht, indem sie vorhersagt, wie diese molekularen Maschinen aussehen. Dadurch erfahren Wissenschaftler, wie sie ihre Arbeit verrichten \u2013 von der Verarbeitung unserer Nahrung bis zur Umwandlung von Licht in Zucker.<\/span><\/p>\n

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\nDas Innere einer Zelle ist ein komplexes System aus Wechselwirkungen zwischen Molek\u00fclen. Keith Chambers\/Science Photo Library<\/span><\/em><\/p>\n

Wissenschaftler von Google DeepMind haben ihr Proteinvorhersagemodell mit der Ver\u00f6ffentlichung von AlphaFold3 auf die n\u00e4chste Stufe gehoben. Dieses KI-gest\u00fctzte Programm kann die einzigartige Form von Proteinen sowie praktisch jeder anderen Art von Molek\u00fcl vorhersagen, an die ein Protein bindet, um zu funktionieren.<\/span><\/p>\n

Produzent Burley McCoy spricht mit Moderatorin Emily Kwong \u00fcber die m\u00f6glichen Auswirkungen und Grenzen dieser neuen Technologie. Sie diskutieren au\u00dferdem das breitere Feld der KI-Proteinforschung und warum Forscher hoffen, dass sie zur L\u00f6sung einer Reihe von Problemen beitragen wird, von Krankheiten bis hin zum Klimawandel.<\/span><\/p>\n

Derzeit kombinieren einige Labormodelle zwei oder mehr Gehirnorganoide zu einem \u201eAssembloid\u201c, das interzellul\u00e4re Interaktionen zwischen verschiedenen Gehirnregionen simulieren kann.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

In diesem Zusammenhang erkl\u00e4rte das Forschungsteam, dass das Fachgebiet im Voraus neue ethische und regulatorische Rahmenbedingungen ber\u00fccksichtigen m\u00fcsse, wenn bewusste Organoide Realit\u00e4t werden.<\/span><\/p>\n

Wissenschaftler gehen im Allgemeinen davon aus, dass Gehirn-Organoide \u2013 dreidimensionale Gewebeansammlungen, die bestimmte Gehirnstrukturen nachahmen \u2013 zu einfach sind, um Bewusstsein zu erm\u00f6glichen. Da Gehirn-Organoide jedoch immer komplexer werden, besteht die theoretische M\u00f6glichkeit, dass einige von ihnen eines Tages diese Schwelle \u00fcberschreiten k\u00f6nnten.<\/span><\/p>\n

Die bisher hergestellten Gehirn-Organoide stellen in der Regel nur einen Teil des Gehirns dar. Sie werden verwendet, um die Gehirnentwicklung, Krankheiten und Nebenwirkungen von Medikamenten zu untersuchen, ohne dass hierf\u00fcr Tiere oder das menschliche Gehirn erforderlich sind.<\/span><\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Zellen sind die Grundbausteine \u200b\u200bdes Lebens und bilden die Vielfalt aller Lebewesen auf der Erde \u2013 sowohl einzelne Zellen als auch mehrzellige Organismen. Um besser zu verstehen, wie Zellen die wichtigsten Funktionen des Lebens erf\u00fcllen, entwickeln Wissenschaftler synthetische Zellen \u2013 nicht lebende Fragmente der Zellbiochemie, die in einer Membran eingeschlossen sind, die bestimmte biologische Prozesse nachahmt.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1977,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[19,534,527],"tags":[924,906,528,926,925],"class_list":{"0":"post-1976","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-news","8":"category-biotechnologie","9":"category-ii","10":"tag-gehirn","11":"tag-ki","12":"tag-kuenstliche-intelligenz","13":"tag-organellen","14":"tag-zellen"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1976","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1976"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1976\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1978,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1976\/revisions\/1978"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1977"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1976"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1976"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1976"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}