Die Grenzen des menschlichen Geistes, künstliche Intelligenz und die Zukunft der Medizin

Die Grenzen unserer eigenen Wahrnehmung anzuerkennen und danach zu streben, mehr zu lernenfasst die gesamte Wissenschaft und Technik zusammen. In der Medizin fand dieses Streben Ausdruck in Werkzeugen wie dem Stethoskop, dem Mikroskop und der Elektrokardiografie. Jetzt stehen wir vor einem Phänomen, das mehr bedeutet als nur eine Technologie: künstliche Intelligenz!

Medizinisches Wissen wird ständig erneuert und nimmt sehr schnell zu. Wir sind jedoch nicht in der Lage, diese Entwicklungen kontinuierlich und vollständig zu verfolgen; an diesem Punkt nehmen wir Computer zu Hilfe beziehungsweise sollten es tun. Obwohl wir bei Entscheidungen für unsere Patienten intensiver nachdenken müssten, finden wir nicht genügend Zeit. Das Elektrokardiogramm (EKG, Herzstromkurve), eines unserer wichtigsten medizinischen Werkzeuge aufgrund seiner Rolle bei der Diagnose von Herzinfarkt und Rhythmusstörungen, wird heute am besten von Gesundheitsfachkräften mit vertiefter Spezialisierung auf diesem Gebiet (etwa Kardiologen oder Notärzten) beurteilt. Doch der Tag ist nahe, an dem Computer einen korrekten und detaillierten Bericht liefern, den jeder verstehen kann. Dadurch können sich Ärzte besser auf die Behandlung konzentrieren. Außerdem liefern heutige Diagnosewerkzeuge nur Momentaufnahmen: Beispielsweise haben Sie Brustschmerzen oder Herzklopfen, doch bei Ihrer Ankunft in der Notaufnahme sind die Beschwerden verschwunden und im gerade angefertigten EKG ist kein Problem sichtbar. Würde stattdessen Ihre intelligente Uhr / Ihr Armband mit bestimmten Algorithmen Ihren Herzrhythmus fortlaufend aufzeichnen und analysieren, ließen sich möglicherweise unbemerkte Herzprobleme früher vorhersagen. Jedes Jahr sterben Zehntausende Menschen an plötzlich auftretenden herzbedingten Erkrankungen …

Es ist offensichtlich, dass diese Algorithmen die Medizin prägen werden. Die einzige Frage ist: Werden Gesundheitsfachkräfte diesen Wandel selbst steuern oder ihn von außen beobachten? Klinisches Denken (die ärztliche Sichtweise) lässt sich bei diesem Wandel nicht ignorieren. Offenbar werden Ärzte künftig Maschinen unterrichten und sogar als Mentoren wirken, auch wenn sie dafür einen Teil ihrer beruflichen Tätigkeitsbereiche verlieren. Beispiele sehen wir schon heute. So wird IBMs künstliche Intelligenz Watsongemeinsam mit klinischen Onkologen entwickelt. Die Onkologen bringen Watson Diagnose- und Behandlungsalgorithmen bei.

Computer können nicht nur lernen, wie Ärzte Entscheidungen für die richtige Diagnose und Behandlung treffen, sondern auch deren Fehler erkennen lernen. Dadurch könnten bestimmte medizinische Fehler, wiederholte Untersuchungen und zusätzliche Behandlungskosten vermieden werden. Computer können die gesamte Krankengeschichte eines Menschen (Erkrankungen, Medikamente, genetische Eigenschaften usw.) und seinen Lebensstil (Ernährung, Bewegung, Rauchen, Lebensumgebung) rasch analysieren und künftige Gesundheitsprobleme oder sein Ansprechen auf Behandlungen vorhersagen.

Mit maschinellem Lernen wird die medizinische Welt zu einem neuen Mannschaftsspiel. Natürlich braucht auch dieses Team gute Spieler. Die wichtigsten werden Ärzte mit Kenntnissen in Statistik und Informatik sein, die Algorithmen kompetent entwickeln und anpassen können.

Die heutige medizinische Ausbildung muss an diese Bedürfnisse angepasst werden, denn die Abschlussanforderungen sind stark veraltet. Angehende Ärzte sollten auch in Datenwissenschaften, Statistik oder angewandten klinischen Algorithmen ausgebildet werden.

Die Integration der Datenwissenschaften in die Medizin ist tatsächlich weder so schwierig noch so fern, wie angenommen wird. Früher herrschte dieselbe Vorstellung auch für Zellbiologie und Genetik vor; heute stehen diese Gebiete jedoch im Mittelpunkt der medizinischen Forschung, und alle Ärzte werden darin ausgebildet, bevor sie ihr Studium abschließen. Wird ebenso dringend begonnen und fortgefahren, Medizin und Informatik zusammenzuführen, verfügen die Ärzte des 21. Jahrhunderts über Werkzeuge zur Verarbeitung der für Entscheidungen notwendigen Daten und können medizinische Probleme fachkundig lösen.

Was ist ein Algorithmus?

Ein Algorithmus ist ein entwickelter Lösungsweg, um die Lösung eines Problems zu erreichen. Man kann sich dies als „Problem + Algorithmus = Lösung“ vorstellen. Er ist nicht auf die Medizin beschränkt, doch besonders intensiv werden Algorithmen in Medizin und Ingenieurwesen eingesetzt. Künstliche Intelligenzen im Gesundheitswesen werden so konzipiert, dass sie Tausende – sogar unbegrenzt viele – Algorithmen beherrschen. Zum besseren Verständnis des Algorithmusbegriffs zeigen wir nachfolgend ein Beispiel:

Algorithmus zum Vorgehen bei Menschen mit einer angesaugten Zecke