Saltar al contenido

Souveräne KI-Supercomputer: Nationale Rechenzentren für die Krebsforschung

Eine umfassende Übersicht beschreibt die wachsende Bedeutung sogenannter „sovereign AI supercomputers“ – national finanzierter und unter staatlicher Kontrolle stehender Hochleistungsrechner – für die biomedizinische Forschung. Diese Systeme ermöglichen die sichere Verarbeitung großer, sensibler Gesundheitsdaten und treiben KI-gestützte Anwendungen in der Krebsdiagnostik, personalisierten Medizin und Wirkstoffentwicklung voran. Die in der Fachzeitschrift Frontiers in Artificial Intelligence veröffentlichte Review analysiert die globale Verteilung und die technischen Kapazitäten dieser Infrastrukturen. Führend sind derzeit die USA mit Systemen wie Frontier und Aurora, gefolgt von Europa (u. a. JUPITER in Deutschland und LUMI in Finnland) und Asien (u. a. Tianhe-3 in China und Fugaku in Japan). Die Rechner erreichen Leistungen im Exaflops-Bereich und bieten die Rechenleistung, die für komplexe KI-Modelle in der Onkologie erforderlich ist. Ein zentrales Beispiel ist das britische „Cancer Vaccine AI & Supercomputing Project“. Auf dem nationalen Supercomputer „Dawn“ werden KI-Modelle mit über… 

more »Souveräne KI-Supercomputer: Nationale Rechenzentren für die Krebsforschung

Leichter KI-Algorithmus für die Analyse von Atemgasen entwickelt

Ein internationales Forschungsteam hat einen besonders leichten KI-Algorithmus entwickelt, der flüchtige organische Verbindungen (VOCs) in Atemgasgemischen präzise klassifizieren und quantifizieren kann. Die Technologie soll künftig die Grundlage für nicht-invasive Atemtests zur Früherkennung von Lungenkrebs liefern. Das Modell kombiniert ein Lightweight Local–Global Feature Fusion Network (LLGFN) mit einem GBDT–GRU-basierten Vorhersagemodell. In Experimenten mit synthetischen Gasgemischen aus Aceton, Ethanol und Isopropanol erreichte das System eine durchschnittliche Klassifikationsgenauigkeit von 96,2 Prozent – bei gleichzeitig sehr geringer Rechenlast. Das Modell ist so konzipiert, dass es auf portablen elektronischen Nasen (e-noses) eingesetzt werden kann. Es überwindet bisherige Limitationen bei der Modellierung langfristiger Abhängigkeiten und querkanaliger Korrelationen in Sensorsignalen und reduziert den Bedarf an manueller Merkmalsextraktion. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Frontiers in Bioengineering and Biotechnology veröffentlicht. Die Forscher sehen in der Technologie einen wichtigen Schritt hin zu klinisch einsetzbaren, nicht-invasiven Atemtests für die Krebsfrüherkennung.… 

more »Leichter KI-Algorithmus für die Analyse von Atemgasen entwickelt

Antikörper-Entwicklung: KI und Single-Cell-Technologien als Gamechanger

Eine neue Übersichtsarbeit beleuchtet, wie moderne Technologien die Entwicklung therapeutischer Antikörper grundlegend verändern. Besonders die Kombination von Single-Cell-Analysen und Künstlicher Intelligenz gilt als entscheidender Fortschritt. Die in der Fachzeitschrift Frontiers in Bioengineering and Biotechnology veröffentlichte Review beschreibt die Entwicklung der Antikörper-Display-Technologien von der klassischen Hybridom-Methode über Phagen-, Hefe- und ribosomales Display bis hin zu aktuellen Säugerzell-basierten und single-cell-basierten Systemen. Im Mittelpunkt steht die zunehmende Integration von Single-Cell-RNA-Sequenzierung (scRNA-seq) und KI-Methoden wie AlphaFold. Diese Kombination ermöglicht eine deutlich schnellere und präzisere Identifikation antigenspezifischer Antikörper sowie die Analyse seltener Zellpopulationen. Dadurch können Entwicklungszeiten verkürzt und die Erfolgsquote bei der Generierung klinisch nutzbarer Antikörper erhöht werden. Die Autoren weisen jedoch auf anhaltende Herausforderungen hin, darunter begrenzte Bibliotheksdiversität, Probleme bei der Expression und Glykosylierung sowie Fragen der Skalierbarkeit und Kosten. Sie betonen die Notwendigkeit interdisziplinärer Ansätze, um diese Hürden zu überwinden. Die Übersicht unterstreicht… 

more »Antikörper-Entwicklung: KI und Single-Cell-Technologien als Gamechanger

Neuer Impfstoff gegen Fentanyl und Designer-Drogen

US-Forscher haben einen Impfstoff entwickelt, der nicht nur gegen Fentanyl wirkt, sondern auch gegen viele zukünftige synthetische Varianten des gefährlichen Opioids. Der Wirkstoff trainiert das Immunsystem, ein gemeinsames molekulares Merkmal der gesamten Fentanyl-Klasse zu erkennen. Im Gegensatz zu früheren Ansätzen, die gegen einzelne Substanzen gerichtet waren, basiert der neue Impfstoff auf einem modifizierten Molekül, das ein zentrales Strukturelement der Fentanyle enthält. Dadurch werden Antikörper gebildet, die Fentanyl und gefährliche Derivate wie Carfentanil, China White oder Furanylfentanyl binden – medizinisch genutzte Opioide wie Morphin oder Oxycodon jedoch verschonen. In Mäusen reduzierte der Impfstoff die Fentanyl-Konzentration im Gehirn um etwa 70 Prozent. Gleichzeitig schützte er die Tiere vor lebensbedrohlicher Atemdepression, die bei Überdosierungen typisch ist. „Wir müssen nicht mehr hinter jedem neuen Designer-Drogen herjagen“, erklärte Kim Janda vom Scripps Research Institute. „Indem wir das Immunsystem auf die gesamte Fentanyl-Klasse trainieren, können wir… 

more »Neuer Impfstoff gegen Fentanyl und Designer-Drogen

Chiles strenges Lebensmittelkennzeichnungsgesetz reduziert Übergewicht bei Kindern

Ein umfassendes Gesetzespaket zur Kennzeichnung und Werbebeschränkung ungesunder Lebensmittel hat in Chile messbar zu einer Reduktion von Übergewicht und Adipositas bei Vorschulkindern geführt. Das zeigt eine Studie, die im Fachjournal The Lancet veröffentlicht wurde. Das 2016 eingeführte „Food Labelling and Advertising Law“ (FLAL) verpflichtet Hersteller zu Warnhinweisen auf Produkten mit hohem Zucker-, Fett-, Salz- oder Kaloriengehalt. Zusätzlich wurden Werbung für solche Produkte an Kinder eingeschränkt und der Verkauf in Schulen verboten. Die Studie verglich Daten von über 300.000 Kindern im Alter von vier bis sechs Jahren vor und nach Einführung des Gesetzes. Kinder, die sechs bis 18 Monate nach Inkrafttreten der ersten Phase in der Schule waren, hatten eine etwa zwei Prozent niedrigere Wahrscheinlichkeit für Übergewicht oder Adipositas als Kinder gleichen Alters vor der Gesetzesänderung. Bei Mädchen lag die Risikoreduktion bei 2,9 Prozent, bei Jungen bei 2,4 Prozent. „Dies ist… 

more »Chiles strenges Lebensmittelkennzeichnungsgesetz reduziert Übergewicht bei Kindern

Weltweit erster „gehirnähnlicher“ Chip für Quantencomputer und Weltraumforschung

Forscher der University of Hong Kong haben einen neuartigen neuromorphen Chip entwickelt, der bei extrem tiefen Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt funktioniert und das biologische Prinzip neuronaler Signalverarbeitung nachahmt. Der Chip aus Siliziumkarbid (SiC) könnte die Skalierbarkeit von Quantencomputern deutlich verbessern und ist auch für extreme Weltraumbedingungen geeignet. Das Team um Professor Zhang nutzt spezielle Siliziumkarbid-MOSFETs, die bei Temperaturen bis hinunter zu 10 Millikelvin (mK) ein energieeffizientes „Spiking“-Verhalten zeigen – ähnlich wie biologische Nervenzellen. Die Schaltkreise verbrauchen tausendfach weniger Energie als herkömmliche Elektronik und erzeugen dadurch deutlich weniger Wärme, ein zentrales Problem bei der Steuerung von Quantenbits (Qubits). Moderne Quantencomputer benötigen komplexe Steuerelektronik, die jedoch bei den erforderlichen Millikelvin-Temperaturen enorme Wärme produziert und die Skalierbarkeit begrenzt. Der neue Chip löst dieses Problem, indem er direkt neben den Quantenprozessoren betrieben werden kann. „Unsere Arbeit stellt eine Hardware-Plattform vor, die sich direkt… 

more »Weltweit erster „gehirnähnlicher“ Chip für Quantencomputer und Weltraumforschung

Soziale Medien: Höheres Depressionsrisiko bei intensiver Nutzung in der frühen Adoleszenz

Jugendliche, die täglich mindestens zwei Stunden in sozialen Medien verbringen, haben ein erhöhtes Risiko für depressive Symptome und ein schlechteres Wohlbefinden. Das zeigt eine langjährige australische Kohortenstudie, die fast 1.200 Kinder von neun bis 19 Jahren begleitet hat. Besonders stark war der Zusammenhang in der frühen Adoleszenz, vor allem bei Mädchen im Alter von 12 bis 13 Jahren. Die Studie des Murdoch Children’s Research Institute und der Deakin University wurde im Medical Journal of Australia veröffentlicht. Die Teilnehmer mit hoher Social-Media-Nutzung (? 2 Stunden/Tag) wiesen im Folgejahr häufiger klinisch relevante depressive Symptome und ein geringeres Wohlbefinden auf als Jugendliche mit weniger als einer Stunde täglicher Nutzung. Die Effekte waren zwar moderat, auf Bevölkerungsebene jedoch relevant. Hintergrund und BedeutungDie Studie wurde vor Einführung der australischen Altersbeschränkungen für soziale Medien durchgeführt. Sie liefert damit wichtige bevölkerungsbezogene Daten zu einem Thema, das weltweit… 

more »Soziale Medien: Höheres Depressionsrisiko bei intensiver Nutzung in der frühen Adoleszenz

Fasten-ähnliche Diät reduziert Entzündungen bei Parodontitis

Eine kurzzeitige, kalorienreduzierte „fasten-ähnliche Diät“ kann bei Patienten mit Parodontitis (Parodontalerkrankung) Entzündungsmarker im Blut und im Zahnfleischspaltflüssigkeit senken. Das zeigt eine Studie des King’s College London, die erstmals einen direkten Zusammenhang zwischen Fasten und einer Verringerung parodontaler Entzündungen nachweist. Die Forschenden untersuchten 28 Patienten aus spanischen Kliniken. Die Interventionsgruppe folgte dreimal innerhalb von sechs Monaten einer fünftägigen fasten-ähnlichen Diät (1.100 kcal an den ersten zwei Tagen, danach 750 kcal für drei Tage). Die Kontrollgruppe erhielt keine diätetische Intervention. Nach sechs Monaten zeigten die Teilnehmer der Fasten-Gruppe signifikant niedrigere Entzündungswerte – sowohl systemisch (z. B. C-reaktives Protein) als auch lokal im Zahnfleisch. Die Effekte traten zusätzlich zur üblichen mechanischen Parodontitis-Therapie auf. Hintergrund: Parodontitis und systemische GesundheitParodontitis ist eine chronische Entzündung des Zahnhalteapparats, die weltweit Millionen Menschen betrifft und eng mit systemischen Erkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Diabetes mellitus verbunden ist. Die Standardbehandlung… 

more »Fasten-ähnliche Diät reduziert Entzündungen bei Parodontitis

Silber-Nanopartikel ermöglichen präzises Schneiden und Verbinden von DNA

Japanische Forscher haben eine neue Methode entwickelt, mit der DNA mithilfe von Silber-Nanopartikeln gezielt an definierten Stellen geschnitten und anschließend effizient verbunden werden kann. Die Technik erreicht eine bis zu fünfmal höhere Effizienz bei der DNA-Assemblierung als herkömmliche Restriktionsenzyme. Das Team um Assistant Professor Masahito Inagaki von der Nagoya University nutzt mit Polyethylenglykol (PEG) beschichtete Silber-Nanopartikel, die 3′-thiol-modifizierte DNA mit über 91-prozentiger Effizienz spalten. Die Methode erzeugt deutlich längere „sticky ends“ von bis zu 18 Basen – im Vergleich zu den üblichen vier Basen bei Restriktionsenzymen. Dadurch steigt die Verbindungsrate von 8 auf 44 Prozent. Gleichzeitig verbessert die zentrifugationsbasierte Reinigung über die Nanopartikel die DNA-Ausbeute von 14 auf 98 Prozent. In ersten Anwendungen gelang es den Forschern, ein GFP-kodierendes DNA-Fragment zusammenzusetzen und erfolgreich in menschlichen HeLa-Zellen zu exprimieren. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Nucleic Acids Research veröffentlicht (DOI: 10.1093/nar/gkag525).… 

more »Silber-Nanopartikel ermöglichen präzises Schneiden und Verbinden von DNA

Masterkurs Kardiomyopathien und Herzinsuffizienz

Die b.e.academy (netzwerk wissen) bietet in Kooperation mit der Deutschen Röntgengesellschaft (DRG) zwei neue Masterkurse zur kardiovaskulären Bildgebung an: Der interaktive Hands-on-Workshop richtet sich an Radiolog*innen und vermittelt praxisnah die Diagnostik von Kardiomyopathien, entzündlichen Herzerkrankungen (Myokarditis, Endokarditis, Perikarditis) sowie Herzinsuffizienz. Im Mittelpunkt stehen: Die Kurse sind von der AG Herz- und Gefäßdiagnostik der DRG anerkannt und können für die Zusatzqualifizierung Kardiovaskuläre Radiologie angerechnet werden. Sie erfüllen zudem die neuen Anforderungen für das Q2-Zertifikat (je 8 CME-Punkte pro Modalität). Wissenschaftliche LeitungProf. Dr. Christopher L. Schlett (Universitätsklinikum Freiburg)Prof. Dr. Ulrich Kramer (Rems-Murr-Kliniken Winnenden) Teilnahmegebühr645 € (ermäßigt 450 € für DRG-Mitglieder)inkl. Workshop-Material und Pausenverpflegung (ohne Übernachtung)Max. 26 Teilnehmer*innen Anmeldung ausschließlich online über:https://www.bendergruppe.com/veranstaltungsuebersicht/ Weitere Informationen und detailliertes Programm unter www.bendergruppe.com oder direkt bei der b.e.academy (be-academy@bendergruppe.com).