Was sucht „Doktor Watson“ in der Wissenschaft?

IBM Cognitive Computing im Gesundheitssektor und aus der Cloud

| Redakteur: Ulrike Ostler

Manchmal braucht Mensch einfach ein wenig Hilfe ...
Manchmal braucht Mensch einfach ein wenig Hilfe ... (Bild: Dnalor_01/ Wikimedia Commons CC-BY-SA 3.0)

Mit Hilfe des IBM-Systems „Watson” lassen sich deutlich früher als bisher Durchbrüche bei der Erforschung neuer Medikamente oder Therapien erzielen. Jetzt forscht „IBM Watson Discovery Advisor“ auch direkt aus der Cloud heraus.

Der ab sofort auch als Cloud-Service verfügbare IBM Watson Discovery Advisor erleichtert und beschleunigt die Arbeit von Forschungsteams – etwa im Gesundheitssektor. Durch die in der Anwendung eingesetzten Fähigkeiten aus dem kognitiven Computing können in wesentlich kürzerer Zeit Forschungsliteratur ausgewertet, Hypothesen getestet und darauf basierend Schlussfolgerungen formuliert werden.

Laut der Unternehmensberatung Strategy& haben die 1.000 führenden Unternehmen für Forschung und Entwicklung allein im Jahr 2013 mehr als 600 Milliarden Dollar für ihre Forschung ausgegeben. Trotzdem geht der Fortschritt nach Angaben des amerikanischen Pharmaverbandes PhRMA eher im Schneckentempo voran: Durchschnittlich dauert es zwischen zehn und 15 Jahren bis zur Marktreife eines pharmazeutischen Produkts.

Mit dem Watson Discovery Advisor lässt sich diese Entwicklung beschleunigen: Forscher können mit ihm in ihren Daten sehr schnell noch unbekannte Korrelationen aufdecken und Muster erkennen, die das Potenzial für einen wissenschaftlichen Durchbruch haben.

Watson versteht die Forscher

Das führt dazu, dass Forscher und Wissenschaftler aus führenden pharmazeutischen und anderen Forschungseinrichtungen damit begonnen haben, Watson für ihre Arbeit einzusetzen – etwa um ihre Hypothesen anhand von Millionen von wissenschaftlichen Artikeln in öffentlichen Datenbanken zu analysieren und zu testen. Denn ohne entsprechen Hilfe ist kein Wissenschaftler heute noch in der Lage, bei der gewaltigen Masse an stetig neu erscheinender Forschungsliteratur immer auf dem aktuellsten Stand zu sein.

IBM Watson Discovery Advisor hilft aus der Medizinforschung nun auch als Cloud-Service.
IBM Watson Discovery Advisor hilft aus der Medizinforschung nun auch als Cloud-Service. (Bild: IBM)

Aufbauend auf der Fähigkeit, die natürliche Sprache des Menschen zu verstehen, wurde Watson deshalb auch die Sprache der Wissenschaft beigebracht: So kann er zum Beispiel analysieren, wie chemische Substanzen interagieren.

Tatsächlich setzen einige große US-amerikanische Forschungseinrichtungen und Unternehmen Watson Discovery Advisor bereits ein, darunter das Baylor College of Medicine in Texas, Johnson & Johnson und das New York Genome Center.

Forscher des Baylor College of Medicine nutzten Watson etwa, um Proteine zu entdecken, die das Protein p53 verändern können. Letzteres wird mit der Entstehung verschiedener Krebsarten in Verbindung gebracht.

Watson analysierte rund 70.000 wissenschaftliche Artikel, um herauszufinden, welche anderen Proteine die Aktivität von p53 beeinflussen – eine Arbeit, die die Forscher Jahre gekostet hätte. So wurden sechs Proteine ausgemacht, die einen maßgebenden Effekt auf p53 haben. Ein gewaltiger Erfolg, wenn man bedenkt, dass innerhalb der letzten 30 Jahre durchschnittlich nur ein solches Protein im Jahr entdeckt wurde.

Scott Spangler von der IBM Watson Group zeigt, wie Watson, das kognitive Computing System, Verbindungen zwischen wissenschaftlichen Texten und Arzneimittelinformationen herstellen und visuell aufzeigen kann.
Scott Spangler von der IBM Watson Group zeigt, wie Watson, das kognitive Computing System, Verbindungen zwischen wissenschaftlichen Texten und Arzneimittelinformationen herstellen und visuell aufzeigen kann. (Bild: Jon Simon/Feature Photo Service für IBM)

Johnson & Johnson arbeitet mit IBM zusammen, um Watson beizubringen, die Ergebnisse klinischer Vergleichsstudien zu verstehen und auszuwerten. Solche Studien zielen auf die Entwicklung und Erforschung von Medikamenten und anderen Heilmitteln ab.

Normalerweise benötigen Forscher dafür mindestens drei Probanden, die jeweils durchschnittlich zehn Monate beobachtet werden müssen, um allein die notwendigen Daten für die Aufstellung von Hypothesen zu generieren. Mit Watson hofft Johnson & Johnson diese Daten direkt aus der umfangreichen wissenschaftlichen Forschungsliteratur zusammentragen zu können. Damit könnten die Forscher umgehend mit der Hypothesenbildung beginnen und die Effektivität möglicher Heilmethoden direkt miteinander vergleichen.

Watson hilft dem New York Genome Center bei einer klinischen Studie im Bereich der Genom-Medizin. Dabei geht es um die Anwendung von Erkenntnissen aus der Genom-Forschung für die Behandlung von Gehirntumoren.

Trotz großer Fortschritte, die in den letzten Jahren dabei erzielt wurden, die genetischen Ursachen für solche Krankheiten zu erforschen, fällt es Wissenschaftlern oft nicht leicht, ihre Erkenntnisse in lebensrettende Heilmethoden zu überführen. Ein Grund dafür sind die gewaltigen Datenmengen, die die Erforschung unserer DNA zu Tage fördert. Auch hier könnten Watsons Fähigkeiten bald zu neuen Durchbrüchen führen.

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