Microsoft Research: Wie Informatiker und Biologen gemeinsam versuchen, Krebs zu entschlüsseln.

In Microsoft-Forschungslaboren auf der ganzen Welt arbeiten Informatiker, Programmierer, Ingenieure und andere Experten daran, einige der schwierigsten Probleme der Menschheit zu lösen. Dabei beschränken sie sich nicht allein auf Herausforderungen der Computer-Industrie, sondern bewegen sich auch in anderen Forschungsfeldern – etwa der Medizin und hier insbesondere der Krebsforschung.

Statt Reagenzglas und Mikroskop bedienen sich die Wissenschaftler dabei Algorithmen und Computern. So unterstützt etwa ein Forscherteam in Pittsburgh mit Hilfe des maschinellen Lernens und der Verarbeitung natürlicher Sprache weltweit führende Onkologen dabei, herauszufinden, welche Krebstherapie für ihre Patienten am effektivsten ist.

Ein weiteres Team bei Microsoft Research in Cambridge kombiniert maschinelles Lernen mit maschinellem Sehen, um Radiologen ein detaillierteres Verständnis vom Wucherungsverhalten eines Tumors zu geben. Wieder andere Forscher entwickeln dazu leistungsfähige Algorithmen, die analysieren sollen, welche Behandlungen am besten anschlagen.

Ansätze aus der Informatik
Die Forschungsgrundlage bilden dabei zwei Ansätze aus der Informatik. Der erste geht davon aus, dass Krebs wie auch andere biologische Prozesse im Prinzip Informationsverarbeitungssysteme sind und mithilfe ähnlicher Tools modelliert werden können, wie Rechenprozesse.
Der andere Ansatz ist ein datengetriebener. Er fußt auf der Idee, dass sich maschinelles Lernen auf die Fülle von biologischen Daten anwenden lässt und anspruchsvolle Analysetools dabei helfen, zu verstehen, wie man Krebs behandeln kann.

„Der tatsächliche Schlüssel zum Erfolg ist die Zusammenarbeit zwischen Biologen und Informatikern“, sagt die Informatikerin Jeannette M. Wing, Vizepräsidentin von Microsoft Research an Carnegie Mellon University in Pittsburgh. Microsoft habe gute Gründe, sich auf informatischer Ebene mit dem Thema Krebs zu befassen und umfangreich in die entsprechende Forschung zu investieren, so Wing: "Wenn Microsoft davon spricht, dass man jede Person und Organisation dazu befähigen will, mehr zu erreichen, ist das ein erster Schritt dazu".

Darüber hinaus ist Wing der Ansicht, dass die umfangreichen Investitionen von Microsoft in Cloud-Computing Technologie ganz natürlich in ein Forschungsgebiet passen, das große Rechenleistung benötigt, um eine Vielzahl von Probleme zu lösen. Und "für den Fall, dass Computer in Zukunft nicht mehr nur aus Silizium bestehen werden, sondern vielleicht aus lebendiger Materie, müssen wir schon jetzt verstehen, wie sich diese Zellcomputer programmieren lassen", so die Wissenschaftlerin.

Auch Jasmin Fisher, die im Microsoft Forschungslabor Cambridge und als Professorin für Biochemie arbeitet, geht davon aus, dass „wenn Forscher die biologischen Prozesse entschlüsseln können, die eine Zelle zur Mutation veranlassen, sie auch die Ursachen des Problems verstehen und auf dieser Basis herausfinden würden, wie es sich lösen lässt“. Eine große Herausforderung dabei ist es, Informationen nicht nur zu messen, sondern sie zu organisieren und in Wissen zu verwandeln.

Biologen mit künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen unterstützen
„Von Daten über Informationen und Wissen hin zum Verständnis ist es oft ein weiter Weg“, so Fisher. Mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen lässt sich dieses Spannungsfeld allerdings erheblich verkleinern. Die immensen Datenmengen könnten zukünftig automatisiert verarbeitet werden – das verhindert einerseits menschliche Fehler in der komplizierten Auswertungsarbeit, andererseits lassen sich mithilfe der KI auch Simulationen durchführen, etwa wie ein Patient auf verschiedene Medikationen reagieren könnte.

Von Zellprogrammierung über künstlicher Intelligenz bis hin zum maschinellen Lernen können uns technologische Ansätze in der Krebsforschung also hoffentlich schon bald bei einer effizienteren und präziseren Krebsdiagnose und -behandlung unterstützen. Wenn Sie mehr über die verschiedenen Projekte erfahren wollen, finden Sie in diesem ausführlichen Artikel detaillierte Informationen wie Microsoft Research mit Technologie Krebsforschung unterstützt.

Ein Beitrag von Pina Kehren (@pina_me)Communications Manager Mobile Devices, Digital Education & Innovation