ETH Lausanne Künstliche Intelligenz enthüllt Zusammenhang von Zucker und Covid

Warum erkranken einige Menschen stark an Covid-19, während andere völlig unberührt bleiben? Mittels künstlicher Intelligenz gehen Forschende aus Lausanne rätselhaften Aspekten der Pandemie nach  – und finden Antworten.

Dass der Blutzuckerspiegel auch damit zu tun hat, wie stark man an Covid-19 erkrankt, ist bekannt. Allerdings sind noch viele Fragen offen. Die ETH Lausanne (EPFL) hat mittels Künstlicher Intelligenz (AI) 250'000 Studien ausgewertet.

Die Forscher erstellten eine maschinengenerierte Darstellung der Rolle, welche der Blutzuckerspiegel bei der Schwere von Covid-19 spielt. Dabei profitierten sie vom Covid-19 Open Research Dataset (CORD-19), in dem über 400'000 Studien für die Coronavirus-Forschung barrierefrei zugänglich gemacht worden sind.

Die Gruppe, die CORD-19 ermöglicht, hat Experten für Künstliche Intelligenz aufgefordert, ihre Kenntnisse und Programme für die Covid-19-Forschung einzusetzen. Mittels Techniken des maschinellen Lernens sollen neue Erkenntnisse gewonnen werden, die im laufenden Kampf gegen Covid-19 hilfreich sein können.

Das AI-Projekt Blue Brain der EPFL tut dies schon seit anderthalb Jahren, wie Prof. Henry Markram, Gründer und Direktor des Blue Brain Project, in einer Mitteilung vom Dienstag erläutert. Nun habe sich Blue Brain zum Ziel gesetzt, «einen der rätselhaftesten Aspekte dieser Pandemie zu beantworten – warum einige Menschen sehr krank werden, während andere davon völlig unberührt bleiben».

Vorschläge zu Diagnose und Therapie

Der Zusammenhang zwischen Diabetes und schweren Covid-Krankheitsverläufen ist mittlerweile unbestritten. Doch es war bisher noch nicht einmal klar, ob schwere Verläufe Diabetes verursachen oder umgekehrt. Manche Forscher nahmen an, dass Hospitalisierte mit schweren Verläufen oft schon vorher Diabetes hatten, aber es nicht wussten.

Mittels eines «Blue Graph» genannten Frameworks wurden in Lausanne aus extrahierten Textkonzepten Wissensgraphen erstellt. Aus ihnen ergaben sich Hinweise darauf, dass erhöhte Blutzuckerwerte entweder durch einen anormalen Glukosestoffwechsel verursacht oder während eines Spitalaufenthalts, einer medikamentösen Behandlung oder durch eine intravenöse Verabreichung ausgelöst wurden.

Die ermittelten Werte deckten sich mit dem Schweregrad der Covid-19-Infektion in der gesamten Bevölkerung. Sie zeigten, wie ein erhöhter Blutzuckerspiegel praktisch jeden Schritt der Virusinfektion unterstützt, vom Beginn in der Lunge bis hin zu schweren Komplikationen wie dem akuten Atemnotsyndrom, Multiorganversagen und thrombotischen Ereignissen.

Die Blue Brain-Forscher erörtern in ihrer Studie die möglichen Konsequenzen dieser Hypothesen und schlagen Methoden vor, wie der Schweregrad von Covid-19 verringert werden kann.

Fernziel: Das Gehirn vollständig verstehen

Die Ziele des Blue Brain-Projekts gehen indes weit über die Beschleunigung von Wissenschaft, Bekämpfung von Krankheiten und Rettung des Planeten hinaus. Blue Brain will nicht weniger als die weltweit erste biologisch detaillierte, digitale Rekonstruktion und Simulation eines Mausgehirns erstellen.

Simulationsneurowissenschaften sollen als ergänzender Ansatz neben den experimentellen, theoretischen und klinischen Neurowissenschaften zum Verständnis des Gehirns etabliert werden.

SDA/uri