Wo noch bis vor Kurzem Tierversuche eingesetzt werden mussten, kann heute oft schon mit tierversuchsfreien Methoden gearbeitet werden. Zu den gängigen Alternativmethoden zählen etwa künstlich erzeugte organähnliche Strukturen in der Zellkultur. Doch auch Künstliche Intelligenz (KI) kann bei der Reduktion von Tierversuchen helfen: unter anderem, um Simulationen durchzuführen und so giftige chemische Verbindungen zu erkennen, aber auch, um selbstständig Analysen durchzuführen und Schlussfolgerungen zu ziehen. Wie gut funktioniert das und wo wird KI bereits eingesetzt? Der Kompass 2025 informiert darüber auf den Seiten 22 bis 24. Auf dieser Seite gibt es weitere Hintergründe zum Thema Künstliche Intelligenz und Computersimulationen in der Forschung.
KI revolutioniert die Biologie
Stell dir vor, es gäbe eine KI, die das Geheimnis des Lebens entschlüsselt – und genau das passiert gerade! In einer Folge des Podcast „Fabeln, Fell & Fakten“ tauchen Roman und Johannes tief in die faszinierende Welt der Künstlichen Intelligenz in der Biologie ein. Sie sprechen über AlphaFold, die bahnbrechende KI von Googles KI-Labor DeepMind, die das uralte Rätsel der Proteinstrukturen gelöst hat. Doch es geht noch weiter: Neue Modelle ermöglichen es jetzt, Proteine gezielt zu designen und ihre Eigenschaften vorherzusagen – quasi ein chatGPT für die Bausteine des Lebens!
Vorhersagen zur Giftigkeit: Interview mit Prof. Thomas Hartung
Ein Computer-Programm hat aus einer Fülle an Daten der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) zu etwa 10.000 chemischen Stoffen Voraussagen zur Giftigkeit der Substanzen getroffen. Die Daten dazu stammen aus Tierversuchen. Tierversuche verstehen hat nach Veröffentlichung einer Studie im Jahr 2008 mit dem Toxikologen Prof. Thomas Hartung von der Johns Hopkins University in Baltimore über die von ihm und seinem Team entwickelte Methode gesprochen und darüber, ob diese Methode in Zukunft im Stande ist, die gesetzlich vorgeschriebenen Tierversuche bei Giftigkeitsprüfungen zu ersetzen.
Computersimulationen helfen bei der Hirnforschung
Auf welche Weise liefern Computersimulationen wichtige Erkenntnisse für die Hirnforschung? Welche Rolle spielen lebende Nervenzellen im Reagenzglas dabei? Und wie wirkt sich das auf den Tierschutz im Sinne des 3R-Prinzips (Reduce, Replace, Refine) aus? Diese Fragen beantwortet der Film „Wie Computersimulationen Tierversuche reduzieren“ an einem erfolgreichen Beispiel.
Dr. Hermann Cuntz vom Ernst-Strüngmann-Institut in Frankfurt, Prof. Thomas Deller vom Institut für Anatomie der Goethe-Universität Frankfurt und Prof. Peter Jedlicka vom 3R-Zentrum der Universität Gießen haben mit ihren Forschungsteams einen bestimmten Typ von Nervenzellen (Körnerzellen) untersucht. Die Hirnforscher wollten herausfinden, wie sich diese Zellen von schädigenden Reizen erholen. Mit Hilfe von lebenden Nervenzellen im Reagenzglas sammelten die Hirnforscher aus Frankfurt und Gießen Daten und ließen diese in eine Simulation am Computer einfließen. Dieser Methodenmix verhalf zu einem großen Forschungserfolg: Sie entdeckten dadurch das Prinzip der Dendritischen Konstanz.
