Das Silicon Hospital: Silizium und Software könnten Medikamente ersetzen

Im Januar 2024 kündigte OpenWater an, alle Patente sowie die Baupläne und Software der von ihm entwickelten Geräte Open Source zu machen. Dies war ein ungewöhnlicher, aber durchaus berechtigter Schritt des Unternehmens, denn sein Ziel war nichts Geringeres, als eine Revolution im Gesundheitswesen einzuleiten.

In der Geschichte der Startups gab es bereits ein Unternehmen, das eine Revolution im Gesundheitswesen versprach: Theranos, das jedoch in Ungnade endete. Warum können wir dennoch auf den Erfolg von OpenWater vertrauen? Ein Garant ist die CEO des Unternehmens, Mary Lou Jepsen .

Aus Wikipedia:

Sie war Mitbegründerin und erste technische Leiterin von One Laptop per Child (OLPC) und gründete später Pixel Qi in Taipeh, Taiwan, das sich auf die Entwicklung und Herstellung von Displays konzentrierte. Sie gründete und leitete zwei Moonshots bei Google X und war Führungskraft bei Facebook / Oculus VR, wo sie ein Projekt zur Weiterentwicklung der virtuellen Realität leitete. Das Time Magazine nannte sie in seiner Liste der hundert einflussreichsten Wissenschaftler und Denker der Welt (The 2008 Time 100). CNN nannte sie 2013 für ihre Arbeit im Bereich Display-Innovation als eine der zehn wichtigsten Denkerinnen in Wissenschaft und Technologie. Sie hat über 200 Patente veröffentlicht oder erteilt.

Das ist doch kein schlechtes Portfolio, oder? Aber das Wichtigste ist, dass Jepsen einen Gehirntumor überlebt hat. Dadurch hat sie die Probleme des aktuellen Gesundheitssystems aus erster Hand kennengelernt und den starken Willen, es zu ändern.

Aber was ist los mit dem Gesundheitssystem?

Im aktuellen System gehen wir normalerweise zum Arzt, wenn wir Symptome haben. In vielen Fällen treten Symptome jedoch erst in fortgeschrittenen Stadien einer Krankheit auf. Krebs ist ein typisches Beispiel dafür. Viele Krebsarten sind im Frühstadium leicht behandelbar, während sie in fortgeschrittenen Stadien schwer zu behandeln oder sogar nicht mehr behandelbar sind. Prävention ist sehr wichtig. Wenn wir aktuelle Informationen über den Zustand unseres Körpers hätten, könnten wir diese Krankheiten rechtzeitig stoppen. Dies würde nicht nur die Heilungschancen drastisch erhöhen, sondern auch die Kosten für das Gesundheitswesen erheblich senken, da in fortgeschrittenen Stadien keine Behandlungen erforderlich wären. Daher ist die Entwicklung von Diagnosesystemen mindestens genauso wichtig, wenn nicht sogar wichtiger, als die Entwicklung von Behandlungen.

Aber auch bei bereits ausgebrochenen Krankheiten ist die Diagnostik sehr wichtig. Ein gutes Beispiel ist ein Schlaganfall. Wird der Patient innerhalb von zwei Stunden diagnostiziert, kann eine entsprechende Behandlung seinen Zustand vollständig wiederherstellen. Läuft die Zeit jedoch ab, kann er sehr schwere, bleibende Schäden davontragen. Auch in diesem Fall ist die Diagnostik also von entscheidender Bedeutung.

Das OpenWater-Team arbeitet an einem Gerät, das mithilfe von Nahinfrarotlicht und Ultraschall Informationen über den Zustand unseres Körpers liefern kann. Ihr Prototypsystem namens OpenMotion kann beispielsweise den Blutfluss überwachen und so bei der Erkennung von Schlaganfällen helfen. Ich habe einen vollständigen Artikel über die Funktionsweise des Systems geschrieben , daher werde ich es hier nur skizzieren.

Das System basiert auf der Fähigkeit von Nahinfrarotlicht, tief in den menschlichen Körper einzudringen. Es kann durch weiches Gewebe und sogar Knochen dringen und ermöglicht uns, in das Innere des menschlichen Körpers zu blicken (ein TED-Video zu diesem Thema ist hier verfügbar). Das Problem besteht darin, dass das Licht im Gewebe gestreut wird, was es schwierig macht, Informationen zu extrahieren, aber es ist nicht unmöglich! OpenWater verwendet eine akustooptische Lösung, bei der fokussierter Ultraschall die Wellenlänge des hindurchtretenden Lichts verändert und so die wichtigen Lichtstrahlen für die Beobachtung effektiv markiert. Die Phase dieser markierten Lichtstrahlen kann mit einer speziellen Kamera erfasst und die erforderlichen Informationen mit der entsprechenden Software extrahiert werden.

Ein großer Vorteil der Lösung besteht darin, dass sie aus relativ preisgünstigen Komponenten (einem Laser, einem CCD-Chip und einer Ultraschallquelle für wenige Dollar) gebaut werden kann und somit im Gegensatz zu teuren medizinischen Geräten für jedermann zugänglich ist.

Die Rolle dieser Technologie beschränkt sich jedoch nicht nur auf Prävention und Diagnostik. Es laufen fortgeschrittene Experimente, bei denen fokussierter Ultraschall Hirntumore zerstören kann. Die alltägliche Ultraschalltechnologie, die bei der Untersuchung schwangerer Frauen eingesetzt wird, kann bei richtiger Abstimmung Glioblastomzellen zum Platzen bringen. Darüber hinaus werden Experimente zur direkten Ultraschallstimulation von Neuronen durchgeführt, mit denen in Zukunft Depressionen erfolgreich behandelt werden könnten, eine Krankheit, die derzeit nur mit Medikamenten behandelt werden kann.

Es lohnt sich, über die Möglichkeiten der Zukunft nachzudenken, wenn wir diese Technologie mit anderen kombinieren, etwa mit der Nanotechnologie oder der Gentechnik. So könnten wir mit Hilfe geeigneter Kontrastmittel Krankheiten erkennen, für die wir bisher aufwändige medizinische Geräte brauchten. Wir könnten Krebszellen markieren und das krebszerstörende Gift dann mit Hilfe der Nanotechnologie so verpacken, dass es nur dort zerfällt, wo wir den Ultraschall hinlenken. So könnten wir die Wirkung der Medikamente sehr gezielt steuern.

Es laufen auch Experimente, die darauf abzielen, das Sehvermögen blinder Menschen wiederherzustellen. Dazu werden die Neuronen im visuellen Kortex genetisch so verändert, dass sie mechanisch aktiviert werden können. So können Bilder über Ultraschall direkt ins Gehirn übertragen werden. Darüber hinaus können wir den Zustand von Neuronen mithilfe von Nahinfrarotlicht ablesen und gelähmten Patienten, wie ALS-Patienten, möglicherweise die Sprachfähigkeit zurückgeben.

Es ist offensichtlich, wie vielseitig diese Technologie sein kann. Deshalb konzentriert sich OpenWater nicht auf eine einzelne Krankheit. Stattdessen bauen sie eine Plattform. Ziel ist die Entwicklung universeller Geräte auf der Basis von Ultraschall und Nahinfrarotlicht, die in vielen Bereichen der Heilung eingesetzt werden können, sei es für diagnostische Zwecke oder spezifische Behandlungen.

Dies ist eine enorme Entwicklung, da Heilung von nun an zu einem Softwareproblem wird!

Stellen Sie sich diese universellen tragbaren Geräte vor, die für jeden zugänglich sind und die notwendigen Komponenten wie Nahinfrarotlaser oder Ultraschallquellen enthalten. Dieselbe Hardware kann zur Erkennung von Schlaganfällen oder Krebs oder sogar zur Behandlung klinischer Depressionen eingesetzt werden. Es ist lediglich eine Frage der Programmierung, wofür wir sie verwenden.

Vor einigen Wochen habe ich online recherchiert, um herauszufinden, wie kompliziert es ist, diese Bilder mit Software zu verarbeiten. Ich habe einen MRT-Datensatz und eine Open-Source-Software gefunden, die mit 99 %iger Sicherheit Hirntumore in MRT-Bildern erkennen kann ( hier ist mein Artikel dazu ). Das System ist ein relativ einfaches neuronales Netzwerk, das der Entwickler nur als Hobby erstellt hat. Ich möchte nur darauf hinweisen, dass die Open-Source-Software-Entwickler-Community Wunder vollbringen kann, wenn geeignete Tools und Daten vorhanden sind. Stellen Sie sich die explosive Entwicklung vor, die im Gesundheitswesen mit einem solchen Gerät und dem Open-Source-Ökosystem zusammen stattfinden könnte.

Jepsen und OpenWater sehen dieses Potenzial und haben deshalb beschlossen, die gesamte Plattform auf Open-Source-Grundlagen aufzubauen. Die Patente sind für jeden frei nutzbar, aber auch die Blaupausen, Softwarekomponenten, medizinischen Daten und alles, was für die Entwicklung benötigt wird, sind Open Source. Das Geschäftsmodell des Unternehmens besteht darin, von der Herstellung der Hardware zu profitieren, nicht von der Technologie selbst. Jepsen hat Erfahrung auf diesem Gebiet, was das Modell tragfähig erscheinen lässt. Die Reform des Gesundheitswesens ist eine monumentale Aufgabe. Sie ist nichts, was ein einzelnes traditionelles Startup erreichen kann. Wenn Jepsen es also ernst meint – und das tut sie tatsächlich –, dann gab es keine andere Möglichkeit, als auf Open Source umzusteigen.

Es ist also offensichtlich, dass wir von einer revolutionären Technologie sprechen. Einer Technologie, die exponentiell wachsen kann und möglicherweise innerhalb weniger Jahre das gesamte Gesundheitssystem reformieren wird. Die einzige Frage ist, wann sie die für eine exponentielle Explosion notwendige kritische Masse erreichen wird und wann sich rund um die Technologie eine Community bilden wird, ähnlich der, die sich rund um Open-Source-KI entwickelt hat und die den Fortschritt unaufhaltsam macht. Ich ermutige alle, die in ähnlichen Bereichen arbeiten, diese Entwicklung zu unterstützen und Teil der Revolution zu sein.

Diese Technologie birgt wahrlich historisches Potenzial. Eine allgemeine, für jedermann zugängliche Hardware-Plattform für das Gesundheitswesen, gekoppelt mit Software auf Basis künstlicher Intelligenz, könnte das Gesundheitswesen grundlegend verändern. Diese neue Gesundheitsplattform ist das Silicon Hospital.

Weitere Informationen finden Sie in Jepsens Artikel zu diesem Thema . Sie können sich auch ihre Präsentation auf YouTube ansehen .