Peter Coveney, Roger Highfield

Virtual You (MP3-Download)

How Building Your Digital Twin Will Revolutionize Medicine and Change Your Life Ungekürzte Lesung. 550 Min.
Sprecher: Cooper, Quentin

• Hörbuch-Download MP3

Produktbeschreibung

This audiobook narrated by Quentin Cooper describes the visionary science behind the digital human twins that will enhance our health and our future Virtual You is a panoramic account of efforts by scientists around the world to build digital twins of human beings, from cells and tissues to organs and whole bodies. These virtual copies will usher in a new era of personalized medicine, one in which your digital twin can help predict your risk of disease, participate in virtual drug trials, shed light on the diet and lifestyle changes that are best for you, and help identify therapies to enhance your well-being and extend your lifespan—but thorny challenges also remain. In this deeply illuminating book, Peter Coveney and Roger Highfield reveal what it will take to build a virtual, functional copy of a person in five steps. Along the way, they take you on a fantastic voyage through the complexity of the human body, describing the latest scientific and technological advances, from multiscale modeling to extraordinary new forms of computing, that will make "virtual you" a reality, while also considering the ethical questions inherent to realizing truly predictive medicine. With an incisive foreword by Nobel Prize-winning biologist Venki Ramakrishnan, Virtual You is science at its most astounding, showing how our virtual twins and even whole populations of virtual humans promise to transform our health and our lives in the coming decades.

Produktdetails

• Verlag: Princeton University Press
• Erscheinungstermin: 28. März 2023
• Sprache: Englisch
• ISBN-13: 9780691251097
• Artikelnr.: 71834278

Autorenporträt

Peter Coveney and Roger Highfield With a foreword by Nobel laureate Venki Ramakrishnan

Rezensionen

"Virtual You is the most comprehensive and comprehensible account so far of the way in which the revolution in computing and data is starting to transform human biology and medicine."—Clive Cookson, Financial Times

Frankfurter Allgemeine Zeitung | Besprechung von 13.09.2023

Zwilling im Computer
Peter Coveney und Roger Highfield über den Weg zu umfassenden digitalen Modellen in der Medizin

Morgen scheint zunächst die Sonne, nachmittags ziehen Wolken auf, es wird stürmisch. So wie einem die Wettervorhersage jeden Tag verrät, ob man einen Regenschirm mitnehmen sollte, könnte es in Zukunft eine tägliche Vorhersage für die eigene Gesundheit geben. Das würde dann etwa so klingen: Morgens werden Sie stark husten, gegen 18 Uhr steigt Ihr Blutdruck gefährlich an. Die Basis für diesen "Healthcast" wäre der eigene digitale Zwilling, dessen Algorithmen mit allen vorhandenen Röntgenbildern, Blut-Untersuchungen und sonstigen Gesundheitsdaten gespeist wurden. Seine digitale Leber arbeitet so wie Ihre, er trägt das gleiche Krebsrisiko und ist auch wie Sie allergisch gegen Erdnüsse.

Der "Healthcast" gehört zur Vision der digitalen Zwillinge, die Peter Coveney, Direktor am Centre for Computational Science des University College London, und der Wissenschaftsjournalist Roger Highfield in ihrem Buch entwerfen. Die Idee dieser Zwillinge geistert seit einigen Jahren durch die Wissenschaft. Ziel ist die sogenannte Präzisionsmedizin: Mit solchen Computer-versionen des Patienten ließe sich testen, ob etwa ein Krebsmedikament anschlagen wird, wie sich eine bestimmte Diät auf den Körper auswirkt oder welche genetisch bedingten Krankheiten ihn heimsuchen werden. Die groben Kategorien "krank" und "gesund" wären obsolet, alles wäre individuell.

Für den digitalen Zwilling müssten allerdings sämtliche Vorgänge in allen Körperzellen eines Menschen digital abgebildet werden. Wie soll das gehen? Die enormen Herausforderungen eines solchen Unterfangens schildern Coveney und Highfield in den ersten Kapiteln ihres Buches. Zunächst braucht es dafür gigantische Datenmengen. Der Körper besteht aus 37,2 Billionen Zellen, verfügt über mehr als 20.000 Gene, und selbst wenn alles kategorisiert wäre, bleiben viele Vorgänge im Körper unverstanden. Ein Organismus ist mehr als die Summe seiner Teile.

Um aus einer Datenflut von Körpermaßen, Proteinfunktionsweisen und Genanomalien ein digitales Modell zu basteln, braucht es Theorie, Mathematik und hochleistungsfähige Computer. Biologie und Medizin fußen auf Experimenten und Individualität. Was man nicht weiß, muss getestet werden und kann kaum, wie etwa in der Mathematik oder Physik, auf der Basis von Formeln und Theorien vorhergesagt werden. Für den digitalen Zwilling müssen sich diese Disziplinen vereinen, fordern die Autoren, es brauche auch in den Lebenswissenschaften "mehr Theorie".

Bei den mathematischen Grundlagen steigen die Autoren noch auf niedrigem Niveau ein. Doch dann wird es schnell kompliziert. Denn um einen digitalen Zwilling zu basteln, braucht man wenig Medizin und sehr viel Mathematik. Der Schlüssel zum "Virtual You" sind effiziente Computer und Künstliche Intelligenz. Auch in diesen Kapiteln zu Technologien beginnen die Autoren mit den Grundlagen, etwa bei der ganz und gar analogen Rechenmaschine Antikythera im antiken Griechenland, doch schnell erreichen sie höhere Sphären, in denen sich der Laie nicht mehr ohne Weiteres orientieren kann. Allerdings wird einem die Größe der Anforderungen an die Technik klar, wenn geschildert wird, wie Forscher im Jahr 2016 Krebsmedikamente am Supercomputer des Leibniz-Rechenzentrums bei München testen wollten: Um etwa 100 Wirkstoffe gegen Krebs digital zu erproben, musste eine Wartungspause abgewartet werden, damit alle Kapazitäten des Supercomputers für eineinhalb Tage genutzt werden konnten. Das entsprach etwa der Leistung, als würden ein Viertel Millionen Menschen an ihrem gewöhnlichen Computer arbeiten.

In den letzten Kapiteln listen die Autoren verschiedene Projekte auf, in deren Rahmen bereits digitale Modelle des Menschen genutzt werden, allerdings nur einzelner Organe oder Prozesse. Da gibt es etwa das Programm "AlphaFold", das die Entfaltung von Proteinen simuliert. Oder die Nutzung von Software, um digitale Versionen der Gehirne von Tumorpatienten zu erstellen. Andere Wissenschaftler beschäftigen sich mit digitalen Lungen, digitalen Därmen, digitalen Bakterien und Viren. Und auch in der Medikamentenforschung spielen digitale Modelle eine Rolle, etwa um herauszufinden, wie ein Wirkstoffkandidat an einen Rezeptor bindet.

Man hat an vielen Stellen das Gefühl, die Projekte stünden kurz vor dem Durchbruch, doch wie sich das alles zu einer einzigen digitalen Version eines Menschen zusammenfügen soll, scheint noch unklar - und erst recht, wie das für alle Menschen der Welt möglich sein könnte. Man vermag auch zum Ende des Buchs den Enthusiasmus der Autoren nicht ganz zu teilen, wenn sie verkünden, dass es schon innerhalb der nächsten 20 Jahre so weit sein wird.

Doch im Vorwort weist der Ribosomenforscher und Nobelpreisträger Venkatraman Ramakrishnan auf eine universale Eigenschaft von neuen Technologien hin: Zunächst funktionieren sie nur holprig und scheinen überflüssig, dann plötzlich sind sie aus dem Leben nicht mehr wegzudenken. Und: Man überschätzt ihre kurzfristigen Möglichkeiten - und unterschätzt die langfristigen Folgen. Wie der digitale Zwilling sich auswirken könnte, wird bei Coveney und Highfield nicht klar. Ethische Fragen bleiben bei ihnen außen vor, auch die medizinischen Möglichkeiten werden im Vergleich nur merkwürdig knapp geschildert, wenn man bedenkt, dass sie das erklärte Ziel des ganzen Aufwands sind. "Virtual You" ist insgesamt ein interessantes Buch für mathematisch und informatisch präparierte Leser, die sich für Entwicklungen in der Medizin interessieren, und auch für fachlich weniger vorbereitete Laien, die bereit sind, etwas Mühe auf sich zu nehmen, um dieses Terrain kennenzulernen. JOHANNA KUROCZIK

Peter Coveney, Roger Highfield: "Virtual You". How building your digital twin will revolutionize medicine and change your life.

Princeton University Press, Oxford 2023. 336 S., Abb., geb., 26,- Euro.

Alle Rechte vorbehalten. © F.A.Z. GmbH, Frankfurt am Main