DIE
DIE FURCHE · 43 22 Wissen 25. Oktober 2023 Ein Herz von Tieren Die Organe des Schweins ähneln in Größe und Funktion denen des Menschen. Um eine Abstoßung zu verhindern, nutzt man Methoden der Gentechnik. Von Helena Pichler Lawrence Faucette hat ein neues Herz. Mit einer peripheren Gefäßerkrankung im Endstadium sind dem amerikanischen Ex-Veteranen keine Chancen mehr auf Heilung prophezeit worden. Doch seit der Transplantation bessert sich sein Zustand wieder. Der 58-Jährige atmet von selbst – und das neue Organ arbeitet ohne die Hilfe assistierender Geräte. Zu verdanken hat er dies seinem Spender: einem transgenen Schwein. Es ist weltweit erst das zweite Mal, dass einem Menschen ein Schweineherz transplantiert wurde. Erst im Frühjahr 2022 erhielt ein Mann ein modifiziertes Schweineherz, starb jedoch nur wenige Monate später. In Faucettes Fall sind die Ärzte hingegen optimistisch. In der Fachsprache wird die Übertragung funktionstüchtiger tierischer Organe oder Gewebe auf den Menschen Xenotransplantation (gr. „xenos“: fremd) genannt. Eine Option, die auf den ersten Blick naheliegend wirkt, wäre es, auf Primaten als Spender zurückzugreifen. Sie sind schließlich unsere nächsten Verwandten. Doch ist es gerade die enge genetische Verwandtschaft, die zum Problem werden kann. Je ähnlicher das Erbgut, desto einfacher lassen sich Keime und Viren übertragen. Organe von Affen sind daher nicht geeignet. Deshalb fokussiert sich die Forschung auf genetisch veränderte Schweine als Spender: Die für Transplantationen wichtigsten Organe wie Nieren und Herz ähneln in Größe und Leistung ihrem menschlichen Pendant. Um nach der Operation eine Abstoßung eines Organs durch das menschliche Immunsystem zu vermeiden, werden mehrere menschliche Gene auf das tierische Erbgut übertragen. Lange Warteschlangen Nach wie vor gibt es nicht ausreichend Organspenden, um den weltweiten Bedarf zu decken. Laut dem aktuellen ÖBIG-Transplant-Jahresbericht befanden sich 2022 in Österreich 730 Personen auf Organwartelisten. Im selben Zeitraum wurden nur 688 Organe transplantiert. „Die Warteliste für Herzen ist doppelt so lang wie jene von Organen, die zur Verfügung stehen“, sagt „Organspende vom Mikromechaniker“: Gerta Niebauer am 22.10.1992 über Science Fiction, die allmählich Realität wird, auf furche.at. Ein Schweineherz für einen Schwerstkranken: Erstmals könnte eine solche Xenotransplantation erfolgreich verlaufen. Doch der neue Ansatz wirft Fragen auf – nicht nur medizinisch, sondern auch ethisch. Das organische Dilemma Bruno Reichart, Professor am Walter-Brendel-Zentrum für Experimentelle Medizin in München. Seit den 1990er Jahren setzt sich der Herzchirurg mit Xenotransplantationen auseinander und hat mit seiner Forschung entscheidende Technologien vorangetrieben. Für Reichart ist es notwendig, Xenotransplantationen auf lange Sicht für Patient(inn)en zugänglich zu machen. Noch immer würden zu viele Menschen auf ein Spenderorgan warten, sagt der Experte – eine Versorgungslücke, die man auch mit künstlichen Organen aus dem Labor nicht schließen könne. „ Noch immer warten zu viele Menschen auf ein Spenderorgan. Diese Versorgungslücke lässt sich mit Tierorganen schließen. “ Bruno Reichart, Transplantationsexperte Tatsächlich verspricht man sich von der Xenotransplantation eine Reihe von Vorteilen. Neben der offensichtlichen Verkürzung der Wartezeiten können Ärzte Operationen besser planen, wenn mehr Organe zur Verfügung stehen. Gleichzeitig sinkt das Risiko der Übertragung von Krankheitserregern vom Spender auf den Patienten, weil mehr Zeit zur Verfügung steht, um die Transplantate vor der Operation gründlich zu untersuchen. Collage: Rainer Messerklinger (unter Verwendung von Bildern von iStock/ilbusca und iStock/andipantz) Auch Lukas Kenner, Mitglied der österreichischen Bioethikkommission, sieht in der neuen Methode viele Vorteile. Der Professor für Labortierpathologie an der Medizinischen und Veterinärmedizinischen Universität Wien warnt aber davor, darin eine Patentlösung zu sehen. „Das derzeitige Wissen beruht nur auf wenigen Einzelfällen“, sagt er, „die Genmanipulation bei Tieren ist wirksam, aber nicht unfehlbar“. Trotz des Eingriffs ins tierische Erbgut werde das menschliche Immunsystem unterdrückt – wie es auch bei der Transplantation menschlicher Organe Routine ist, um eine Abstoßung zu verhindern. Das wiederum mache besonders anfällig für Krankheitserreger, so der Experte. Kommen sich Tier und Mensch sehr nahe, steige das Risiko einer Zoonose, also der Übertragung von Infektionen zwischen Tier und Mensch. „Diese Faktoren lassen sich bis zu einem gewissen Grad kontrollieren, aber ein Restrisiko bleibt“, so Kenner. „Ist man einmal infiziert, ist eine Behandlung sehr schwierig.“ Das zeigt auch der Fall von David Bennett. Er war im vergangenen Frühjahr der erste Mensch, dem ein gentechnisch verändertes Schweineherz eingesetzt wurde. Wie Faucette litt auch Bennett an einer Herzkrankheit und konnte aufgrund des Krankheitsverlaufs kein menschliches Spenderorgan mehr erhalten. Schon vor der Operation kritisierten externe Ärzte, dass die Transplantation bei Bennetts Zustand gewagt sei. Doch letztlich war es ein gefürchtetes Schweinevirus, das Porcine Cytomegalievirus (PCMV), das zu Komplikationen führte. Die Virusinfektion verschlechterte Bennetts Zustand so sehr, dass er zwei Monate nach der Transplantation starb. Tragische Fälle wie dieser zeigen, dass die Transplantation tierischer Organe noch in den Kinderschuhen steckt. Sie wirft auch Fragen der Ethik und des Tierschutzes auf. Im Vergleich zur Fleischindustrie, wo Genmanipulation und Massentierhaltung schon lange keine Seltenheit mehr sind, ist die Zahl der Schweine, die für die Organspendeforschung getötet werden, gering. Eine reine Kosten-Nutzen-Rechnung wird im Ergebnis immer dafürsprechen, Tiere als Organspender zu züchten. Doch wie sieht es aus tierethischer Perspektive aus? „Ethische Aspekte wie das Tierwohl fallen in der Debatte völlig unter den Tisch“, betont Lukas Kenner. Zudem stellt sich die Frage, wie schnell Xenotransplantationen die Wartelisten verkürzen können. Einige Studien sprechen von wenigen Jahren, andere prognostizieren eine spürbare Verbesserung erst in bis zu zehn Jahren. Man dürfe keine falschen Hoffnungen wecken, sagt Kenner. Aufklärung statt Tabuisierung Dieser Meinung ist auch Gabriela Berlakovich, Leiterin der Klinischen Abteilung für Transplantation an der MedUni Wien. Sie wünscht sich mehr Aufklärungskampagnen, um mehr Menschen als potenzielle Spender zu gewinnen. Als positives Beispiel nennt sie Spanien: „Dort geht man mit staatlicher Unterstützung in die Schulen und leistet Aufklärungsarbeit. Statt das Thema zu tabuisieren, wird um Aufmerksamkeit geworben. So erreicht man am Ende viel mehr Verständnis bei den Menschen.“ Tatsächlich gibt es in Spanien mit 45 Spendern pro Million Einwohner europaweit die meisten Organspenden. Österreich erreicht nur die Hälfte. Aufgrund der „Widerspruchslösung“ gilt hierzulande jeder als potentieller Spender, sofern er nicht vor seinem Tod widerspricht. Jedoch müssen Widersprüche aktiv an das Transplantationszentrum gemeldet werden. Für die benötigten Organe sind Berlakovich und ihr Team auf die umliegenden Krankenhäuser angewiesen. Sie stehen fast ständig in Kontakt: „Wir versuchen, die Leute sehr genau über unsere Arbeit zu informieren. Wie wir arbeiten, was wir brauchen und wofür. Je mehr persönlicher Kontakt besteht, desto eher werden Organspender von den Krankenhäusern gemeldet.“ Die Xenotransplantation ist somit keine Wunderwaffe. Es wird noch einige Jahre dauern, bis sie einen spürbaren Unterschied auf den Wartelisten für Spenderorgane machen kann. Stattdessen sei es wichtig, die Zusammenarbeit zwischen Spitälern und Transplantationszentren zu stärken und die Bevölkerung für das Thema Organspende zu sensibilisieren, sagt Berlakovich. Auch Lukas Kenner merkt an: „Solange unsere humanmedizinischen Kapazitäten noch nicht ausgeschöpft sind, warum dann auf Tiere zurückgreifen?“ Für Lawrence Faucette hingegen war das Schweineherz die Rettung. Auch wenn er noch einige Zeit unter ärztlicher Beobachtung stehen muss, ist der Münchner Transplantationsexperte Bruno Reichart für ihn zuversichtlich: „Die Chancen stehen für Faucette besser als für den Patienten im letzten Jahr. Diesmal sehe ich eine realistische Möglichkeit für eine Heilung.“
DIE FURCHE · 43 25. Oktober 2023 Wissen 23 Künstliche Intelligenz könnte zur Überlebensversicherung für Israel werden. Sie findet sich in Spionagejets und im Raketenabwehrschirm. Währenddessen tüftelt man bereits an KI-gesteuerten Kampfflugzeugen. Von Adrian Lobe Als die israelischen Streitkräfte Ende August die Fertigstellung des Aufklärungsflugzeugs Oron verkündeten, ahnte noch niemand, dass ein operativer Einsatz unmittelbar bevorstehen würde: Der Jet, ein modifizierter Gulfstream G550, ist mit zahlreichen Kameras und Sensoren ausgestattet, die mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) verdächtige Bewegungen am Boden erkennen sollen. Das Spionageflugzeug, das als modernstes seiner Art gilt, soll nun helfen, Hamas-Milizen aufzuspüren, die für den jüngsten Terroranschlag in Israel verantwortlich sind. Künstliche Intelligenz könnte zur Überlebensversicherung für Israel werden. Denn der Raketenabwehrschirm „Iron Dome“, der gegnerische Geschosse am Himmel abfängt, wird auch mit KI gelenkt: Algorithmen, die massenhaft Radar- und Sensordaten analysieren, verfolgen die Flugbahn der Raketen und errechnen den optimalen Abschusszeitpunkt. Daten können Leben retten. In den USA, Israels Schutzmacht, tüftelt man derweil schon an der nächsten Generation von Waffensystemen: KI-gesteuerten Jagdflugzeugen. Hierzu ein kleiner Rückblick: Am Morgen des 1. Dezember 2022 stieg an der Edwards Air Force Base in Kalifornien unter dem Codenamen „VISTA X-62A“ eine F16-Maschine auf. Der Kampfjet fauchte über die staubtrockene Mojave-Wüste und simulierte ein paar Flugmanöver, bevor er wenig später sicher auf dem Flugplatz landete. Normalerweise sind solche Übungen Routine für die US-Luftwaffe. Doch diesmal war alles anders: Denn das Flugzeug steuerte kein Mensch, sondern eine Maschine: Wenige Minuten nach dem Start übergab der Pilot das Kommando an eine Künstliche Intelligenz. Unter der Aufsicht des US-Verteidigungsministeriums war der Jet in mehreren Testflügen in diesem Monat insgesamt 17 Stunden in der Luft. Piloten als „Gefechtsmanager“? Jede Kurve, jede Flugeinlage war genau orchestriert; die Daten, die der umgebaute Kampfjet mit Sensoren sammelte, wurden in Echtzeit an das Kotrollzentrum am Boden gefunkt. Die beiden KI-Systeme, die während der Testflüge das Steuerruder übernahmen, waren im Vorfeld mit gigantischen Datenmengen trainiert worden und hatten in einer simulierten Umgebung Flugmanöver erlernt – ein wenig wie ein Flugschüler in einem Flugsimulator. „Die Flüge demonstrieren, dass KI-Agenten einen gesamten Kampfjet kontrollieren und wertvolle Echtzeit-Flugdaten liefern können“, verkündete die Forschungsabteilung des US-Verteidigungsministeriums (Darpa). Das Pentagon investiert Milliarden Dollar in die Entwicklung KI-gestützter Waffensysteme. Unter dem Dach der „Air Combat Evolution“ (ACE) laufen allein 600 Forschungsprojekte. Um die beste KI zu entwickeln, heuert die Behörde sogar Videospielentwickler an. Die Algorithmen, die morgen den Tötungsbefehl exekutieren werden, üben heute schon in Militärsimulationen. 2020 hat eine Militär-KI einen Menschen beim „Dogfight“ geschlagen, einem Kurvenkampf, der als Königsdisziplin im Luftgefecht gilt. Geht alles nach Plan, sollen sich 2024 vier L-39-Maschinen einen solchen Luftkampf über dem Lake Ontario liefern. Computer sind die perfekten Krieger: Sie führen Befehle aus, werden nicht müde und haben keine Angst. Den Militärstrategen geht es aber nicht darum, eine fulminante Flugshow zu liefern, sondern Foto: Getty Images / IAI Autopilot 2.0: Das nächste Level Computerpower in die Wolken zu bringen: Ein mit KI ausgestatteter Kampfjet könnte noch riskantere Manöver fliegen und präzisiere Schüsse abfeuern als ein Mensch. Der Pilot soll nach dem Willen der US-Darpa zu einem „Gefechtsmanager“ werden, der unbemannte Flugobjekte „wie ein Fußballtrainer“ dirigiert. Die US-Air Force setzt Künstliche Intelligenz bereits bei der Auswahl militärischer Ziele ein. In der Wüste von Nevada an der Creech Air Force Base sitzen hunderte Piloten in dunklen Kabinen vor Bildschirmen, wo sie mit ihrem Joystick Drohnen über die syrische Wüste oder die Bergmassive des Hindukusch steuern. Auch im Ukraine-Krieg spielt KI eine wichtige Rolle: Die US-Datenfirma Palantir, die in ihrer Anfangsphase von der CIA finanziert wurde, stellt der Ukraine kostenlos eine Software zur Verfügung, die anhand von Satelliten-, Flugzeug- und Drohnendaten feindliche Truppenbewegungen verfolgt. Kampagne gegen „Killer-Roboter“ Künstliche Intelligenz ist nicht nur ein Werkzeug – sie verändert die Militärlogiken und Taktiken von Grund auf. Der ehemalige Google-Chef Eric Schmidt verglich KI mit Atombomben. Schmidt ist mittlerweile Berater des Pentagons, wo er die Entwicklung von KI-Systemen vorantreiben soll. Geht es nach dem Ex-Google-Manager, muss das US-Verteidigungsministerium zu einem agilen Tech-Unternehmen umgebaut werden, um im KI-Wettrennen mit China mithalten zu können. Denn auch im Reich der Mitte träumt man den Traum vom künstlichen Fliegen. Chinesische Forscher haben eine KI entwickelt, die Luftmanöver von Hyperschall-Jets simulieren kann. Wie die South China Morning Post berichtete, soll die KI sogar in der Lage sein, Angriffstaktiken für Piloten zu errechnen. China will bis 2030 zur KI-Weltmacht aufsteigen. Experten sehen darin die Gefahr eines internationalen Wettrüstens. Ein Bündnis von NGOs hat daher eine Kampagne („Stop Killer Robots“) ins Leben gerufen, die eine internationale Ächtung autonomer Waffensysteme fordert. Die Initiatoren fürchten eine Entmenschlichung der Kriegsführung. Zwar betont das Pentagon, dass in den KI-gestützten Kampfjets immer noch ein menschlicher Bediener mit an Bord sei und das System überwache. Trotzdem stellen sich auch bei halbautonomen Waffensystemen große ethische und rechtliche Fragen: Dürfen Teile der Befehlskette an Algorithmen delegiert werden? Dürfen Maschinen über Leben und Tod entscheiden? Wer trägt die Verantwortung, wenn sich die KI in der Zielperson irrt? Algorithmen identifizieren keine Personen, sondern Muster – die maschinelle Wahrnehmung ist eine andere als beim Siehe dazu auch den Artikel „Todesvögel aus heiterem Himmel“ (7.8.2019) von Wolfgang Machreich über die veränderte Kriegsführung durch bewaffnete Drohnen, auf furche.at. „ Dürfen Befehle an Algorithmen delegiert werden? Dürfen Maschinen über Leben und Tod entscheiden? Wer trägt die Verantwortung, wenn sich die KI im Ziel irrt? “ TECHNIKGESCHICHTE Auf dem Weg zum autonomen Fliegen Sensoren an Board „Oron“ heißt das neueste Aufklärungs- und Überwachungsflugzeug der Israeli Air Force (IAF). Es ist Beispiel dafür, wie Künstliche Intelligenz die Kriegsführung verändert. Menschen. Wozu das führen kann, haben Studenten am Massachusetts Institute of Technology (MIT) schon vor ein paar Jahren demonstriert: Durch die Veränderung von Pixelmustern haben sie eine Google-KI so ausgetrickst, dass die Bilderkennung das 3D-Modell einer Schildkröte für eine Waffe hielt. Auch selbstfahrende Autos wurden bereits in die Irre geleitet und dazu gebracht, dass sie Stoppschilder übersahen oder nach links statt nach rechts fuhren. Solche „Adversarial Attacks“, wie sie in der Hackerszene genannt werden, sind auch für das Militär ein Sicherheitsrisiko: Terroristen könnten durch das Anbringen von Störmustern auf einem Spital KI-gesteuerte Kampfflieger zu einem Fehlschlag provozieren. Genau das fürchten Militärstrategen, weil es den Krieg gegen die Terroristen delegitimieren könnte. Kann man die militärische Zielauswahl, das sogenannte „Targeting“, Maschinen überantworten? Die Rüstungsindustrie ist skeptisch: So sagt ein Top-Manager des Rüstungskonzerns Lockheed Martin laut Fachportal Defense One, die Ausübung von Luftkämpfen durch KI sei so, als würde man „ein Baby in ein Cockpit stecken“. Bis man der Technik vertrauen kann, dürften wohl noch ein paar Jahre vergehen. Maschinen können schon seit über 100 Jahren fliegen. 1914, der erste Motorflug der Gebrüder Wright war gerade erst ein Jahrzehnt her, stellte der US-Pilot Lawrence Sperry einen sogenannten Gyro-Stabilisator vor, der das Flugzeug ausbalancierte. Dieser „Airplane Stabilizer“ gilt als erster Autopilot der Geschichte. Heute ist der Autopilot aus den Cockpits der zivilen und militärischen Luftfahrt nicht mehr wegzudenken. Computer sind gut darin, mechanisch repetitive Übungen auszuführen. Ein Pilot, der zwölf Stunden auf einem Flug von Frankfurt nach Los Angeles im Cockpit sitzt, muss nicht die gesamte Zeit die Flughöhe und Geschwindigkeit kontrollieren – das kann der Autopilot viel besser. (Adrian Lobe)
