Innovation Map: Menschliche Fortentwicklung durch Bioengineering und Virtual Reality

Die Welt dreht sich rasch weiter, in vielen Forschungsbereichen gelangen in den letzten Monaten und Jahren teils spektakuläre Durchbrüche – man denke an die virtuelle Chirurgie-Unterstützung, KI wie OpenGPT oder DALL-E, autonome Fahrzeuge etwa im landwirtschaftlichen Bereich oder die Chancen, die Big Data schaffen wird. Nur: Geforscht wird rund um den Globus, mitunter ist es also gar nicht so einfach, über alle aktuellen Innovationen und vor allem die Neuheiten der nächsten Jahre auf dem Laufenden zu bleiben.

Abhilfe schafft die Innovation Map der Wirtschaftskammer Österreich (WKÖ), die insgesamt 105 Ausblicke in die Zukunft bietet. Der zweite Kernbereich unserer Serie betrifft das Themenfeld „Menschliche Fortentwicklung“. Einige spannende Technologien stehen hier vor dem Durchbruch.

Innovation Map: 105 Technologien für die Zukunft

In der Innovation Map werden insgesamt 22 dieser (kommenden) Technologien im Umfeld „Menschliche Fortentwicklung“ näher vorgestellt. „Unternehmen gestalten schon heute unsere Welt von Morgen. Dabei kommt es besonders auf das Erkennen und Nutzen von Trends, von neuen Geschäftsmöglichkeiten an“, sagt Florian Moosbeckhofer, der die Abteilung Innovation und Digitalisierung in der WKÖ leitet. „Wir unterstützen unsere Mitglieder auf dem Weg in die Zukunft und fördern ein Future Mindset.“ Dazu gehört auch die Innovation Map: In einer kreisförmigen, interaktiven Grafik können Interessierte kostenlos quasi in die nächsten Jahre blicken und sehen, welche Technologien im Jahr 2035 unser Leben und unser Business prägen werden.

Innovation Map: 105 Technologien, die dein Business in die Zukunft bringen

Die unter „Menschliche Fortentwicklung“ aufgelisteten Technologien sollen „das Potenzial der synthetischen Biologie mit Visionen von fortschrittlichen Lösungen verbinden“, die „natürliche Organismen“ verändern sollen. Bis zum Jahr 2035 könnte sich laut der Innovation Map „das Konzept der Menschheit selbst“ verändern, die globale Gesellschaft könnte in „Grenzbereiche“ vorstoßen. Die Schlagwörter dieser Kategorie: Bio- und Nanotechnologie, Materialwissenschaft, Robotik. Wir stellen die vielversprechendsten – und fortgeschrittensten – Technologien vor.

1. Biochip zur Simulation von Organen

Ein chipgroßes Gerät simuliert ein lebendes Organ und dessen Dynamik: So könnte der so lange erhoffte Durchbruch im Pharma-Testbereich aussehen. „Das Testen von Produkten und Pharmazeutika ist aufgrund der Notwendigkeit von Tierversuchen oder der Testung an menschlichen Proband:innen oftmals ethisch und medizinisch problematisch“, weiß die Innovation Map, weshalb diese Technologie Abhilfe schaffen soll.

Das als „Organ-on-a-Chip“ bezeichnete Gerät enthält in den Hohlräumen des Chips Zellen, die entsprechend dem tatsächlichen, emulierten Organ geschichtet sind. Es erzeugt „normale Niveaus der Organfunktionalität“ und erlaubt eine Analyse der biochemischen, genetischen und metabolischen Aktivitäten. Heißt: Es erzeugt normale Niveaus der Organfunktionalität und erlaubt eine Analyse der biochemischen, genetischen und metabolischen Aktivitäten. Für die Forschung ein wichtiger Schritt, könnte sich doch so etwa die Entwicklung von Medikamenten beschleunigen lassen; ganz abgesehen davon, dass für Forschungszwecke kein Lebewesen mehr sterben müsste.

2. Technologische Sinneserweiterung

Können wir mit unseren Sinnen alles wahrnehmen, was rund um uns passiert? Eher nicht, aber künftig vielleicht schon: Implantate und Wearables, die künstlich synästhetische Erfahrungen ermöglichen und neue Sinneseindrücke erzeugen oder bestehende verstärken können, gelten als eine der Technologien der Zukunft. Nutzer:innen sollen gewissermaßen mehr wahrnehmen, als ohne technische Hilfe, mehr hören, sehen oder fühlen. Aus von Sensoren erfassten Daten entwickelt ein Algorithmus Sinneseindrücke, die dann an die Träger:innen weitergeleitet werden, vereinfacht beschrieben.

Anwendungsfälle gibt es zuhauf: So könnten farbenblinde Menschen wieder Farben wahrnehmen, aber auch Menschen mit anderweitigen Behinderungen könnten profitieren. Die Map beschreibt ein Beispiel einer Weste mit Vibrationsmotoren, die gesprochene Wörter in bestimmte Vibrationsmuster übersetzen könnte – und dem Träger so gewissermaßen das „Hören“ ermöglicht. Am Ende steht der sprichwörtliche „sechste Sinn“ – vorerst aber weiter Schritte in Richtung technologische Sinneserweiterung.

3. Künstliche Organe

Der Name ist Programm: Künftig könnten lebenswichtige Organe in einem 3D-Drucker oder speziellen Labor künstlich hergestellt werden. Spenderorgane wären damit obsolet, die neue Niere würde einfach maschinell entstehen. Das bringt auch der Forschung Vorteile, Medikamente etwa könnten in naher Zukunft an künstlichen Organen getestet werden. Die Innovation Map bringt gar eine Produktion in industriellem Maßstab ins Spiel, das wird aber noch dauern: „Trotz der vielversprechenden Chancen, die künstliche Organe bieten, bleibt die Entwicklung weiterhin herausfordernd. Gerade die Kombination mechanischer Komponenten mit künstlichem Gewebe macht den begleitenden Einsatz medikamentöser Therapieformen nötig.“ Die Weiterentwicklung der Stammzellenforschung und des 3D-Drucks würden aber einen positiven Ausblick zulassen.

4. Immun-Engineering

Nie wieder krank? Oder zumindest sicher vor Krebs, HIV und Co? Das könnte das sogenannte Bioengineering ermöglichen. Durch die Reprogrammierung von Zellen des Immunsystems könnten Biomedizintechniker:innen Krankheiten und Leiden wie Krebs, HIV und Multiple Sklerose behandeln und heilen. Solche Techniken helfen auch bei der Entwicklung von Impfstoffen und Heilbehandlungen für Entzündungen, Wunden und Geweberegenerationen ohne Stammzellen.

Auch mRNA-Impfstoffe werden in dieser Kategorie angeführt, die kennen wir spätestens seit Covid-19. Eine der vielversprechendsten und fortgeschrittensten Technologien in diesem Bereich. „Die Technologie ist fertig entwickelt und zugelassen. Sie ist für die Implementierung leicht verfügbar, aber der Markt ist nicht vollständig mit der Technologie vertraut“, heißt es in der Innovation Map.

5. Virtuelle Chirurgie

Auch diese Technologie ist bereits bekannt und im Einsatz. „Die Technologie ist funktionsfähig und zeigt einen beträchtlichen Marktwettbewerb unter den produzierenden Industrien“, meint die Map. Was im Alltag vorrangig Gamern dient, hat in der Medizin bereits eine große Bedeutung: Virtual-Reality-Lösungen, die Chirurg:innen bei der Visualisierung und Interaktion mit der Anatomie des oder der jeweiligen Patient:in vor der Operation unterstützt. Auch gezielte Vorbereitungseinheiten vor einer OP sind damit problemlos möglich: Organe lassen sich patienten-spezifisch nachbilden, das interaktive 3D-Modell stellt eine exakte Nachbildung des Organs des oder der Patient:in bereit und ermöglicht die individuelle Planung eines Eingriffs durch die oder den Chirurg:in.

Die sechs Beispiele dienen der Veranschaulichung der zahlreichen Möglichkeiten, darüber hinaus führt die Innovation Map der WKÖ aber noch weitere Technologien an, die in Zukunft eine gewichtige Rolle spielen dürften. Allen voran CRISPR, eine Genom-Bearbeitungstechnik, die ein präzises Editieren des Genoms ermöglicht. Damit sollen sich künftig auch schwere Erkrankungen heilen lassen. Gute Fortschritte gibt es auch im Bereich des 3D-Drucks von biologischem Gewebe und in der Stammzellenforschung. Die sogenannte „automatisierte Stammzellenfabrik“ etwa befindet sich bereits im Prototyp-Stadium, künftig sollen sich damit Stammzellen produzieren lassen. Sehr weit fortgeschritten ist auch die Entwicklung eines sogenannten „Neuromodulations-Headsets“. Das Stirnband, das einen geringen elektrischen Impuls an das Gehirn abgibt, um die neuronale Aktivität des oder der Benutzer:in zu stimulieren, könnte etwa beim Lernen helfen, Depressionen reduzieren oder den Schlaf optimieren. Fest steht: Die menschliche Fortentwicklung durch Technologie ist eines der spannendsten Themenfelder der nächsten Jahre.

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