Gute_Idee_oder_Utopie?
-
Christoph schrieb:
hustbaer schrieb:
Christoph schrieb:
Auch wenn es so eine medizinische Simulation des menschlichen Körpers gäbe, würden dadurch Tierversuche und klinische Studien an Menschen nicht überflüssig werden, genausowenig wie echte Crash-Tests bei Autos durch Simulationen überflüssig geworden sind.
Sobald die Simulation sich genauer mit den Ergebnissen beim Menschen deckt, als Tierversuche, könnte man auf die Tierversuche verzichten.
Nein, genau das wollte ich mit meinem Posting widerlegen. War wohl zu kurz, deswegen führ ich meinen Gedankengang nochmal aus.
Crash-Test-Simulationen sind ziemlich präzise, soweit ich weiß. Vor allem sieht man auch viel mehr als bei echten Crash-Tests, denn man kann jeden Zentimeter anschauen.
Simulationen haben aber alle ein prinzipielles Problem: Sie basieren auf mathematischen Modellen der Wirklichkeit. Wenn dieses Modell fehlerhaft ist, dann gibt es Situationen, in denen die Simulation sagt "alles OK", die Realität aber sagt "nö" (oder umgekehrt). Mathematische Modelle der Wirklichkeit sind immer fehlerbehaftet, sagen zumindest die Physiker, die ich kenne. Wo diese Fehler sind, weiß man aber nicht immer, denn sonst könnte man sie ja beheben.
Deswegen haben Simulationen aus prinzipiellen Gründen nur eine eingeschränkte Vorhersagekraft. Sie können falsch liegen, manchmal auch katastrophal falsch, wenn das mathematische Modell einen bestimmten Faktor nicht berücksichtigt hat. Deswegen ist es besser, wenigstens ein paar wenige echte Studien oder Crash-Tests zu machen, um sicherzugehen, dass das Modell nicht irgendeinen gravierenden Fehler hatte. Nur weil eine Simulation in 1000 Fällen nahezu perfekt mit der Wirklichkeit übereingestimmt hat, heißt das noch lange nicht, dass sie bei 1001. Simulation nicht extrem abweichen kann, weil das Modell fehlerhaft ist. Korrektheit eines Modells mathematisch beweisen geht auch nicht, weil man die Axiome des Universums nicht kennt.
Also bleibt bei jedem mathematischen Modell nur ausprobieren, mit der Wirklichkeit vergleichen und hoffen, dass die unweigerlich vorhandenen Modellierungs-Fehler in der gewünschten Simulation nicht relevant sind.
hustbaer schrieb:
Und wenn so eine Simulation ausreichend genau wäre, könnte man auch auf viele klinische Studien verzichten. Nämlich auf die, wo die Simulation sowieso schon "Finger weg!" sagt.
Genau dafür werden simulierte Crash-Tests eingesetzt, soweit ich weiß. Simulation spart viel Geld und man kann die Teile besser beobachten. Aber weil die Simulationen fehlerhaft sein können ohne dass man dies erwartet, muss man wenigstens ein paar echte Tests machen.
Der Vergleich mit Crash-Tests hinkt mMn.
Bei Autos sind die "echten" Crash-Tests der letzte Schritt, danach kommt nix mehr, danach wird das Ding gebaut und verkauft.Bei Medikamenten kommen nach den Tierversuchen üblicherweise noch die Phasen 1-3 der klinischen Tests bevor man ne Zulassung bekommt. Wahrscheinlich werden Tierversuche trotzdem nicht abgeschafft, aber mMn. wäre es nicht nötig.
-
Christoph schrieb:
Ob die Menschen, die an so einer Studie teilnehmen, ihr Leben auf erfolgreiche Simulationen statt auf erfolgreiche Tierversuche setzen möchten, bezweifle ich.
Hmja.
Kommt denke ich auch immer drauf an was in so einem Medikament drinnen ist, und was man damit behandeln will.
Wenn ich Krebs hab', noch 2 Monate zu leben, und die Simulation sagt "wow, beste wo gibt!", aber es fehlen noch die Tierversuche ... dann will ich vermutlich trotzdem das neue Zeug haben (was natürlich nicht heisst dass ich es dann auch bekomme).
-
Der aus dem Westen ... schrieb:
Einen Grundstein legen kann man immer. Fängt man damit an, dass Zyankali ab einer bestimmten Menge und Körpergewicht tödlich ist.
Ne.
Das ist etwas, was sich aus der Simulation ergeben muss. Aus einer Sammlung empirischer Daten wird niemals wie aus Geisterhand eine voraussagefähige Simulation entstehen.Es wird wahrscheinlich nie fertig werden, aber man kann es doch trotzdem auf dem neusten Stand halten. Und die Studenten spielen hierbei die Tester und schicken den Programmierern weitere Informationen.
Was macht es für einen Sinn, mit einer Simulation von etwas zu beginnen, wovon man weiss, dass man es nichtmal annäherungsweise genau genug kennt um auch nur kleine Teile davon simulieren zu können?
Da fehlen erstmal noch etliche Jahrzehnte oder Jahrhunderte Grundlagenforschung.
Liebe ich nur Herausforderungen, oder bin ich dermaßen unrealistisch?
Weder noch. Du trollst bloss gerne.
-
Vielen Dank für die tollen Antworten!
Meine Idee stütze ich überwiegend darauf, da es ja auch Simulationen für den Weltall gibt etc... Aus einer Doku weiss ich noch, dass der Physiker dort meinte, dass es Dunkle Materie geben muss, weil dies aufgrund einer Weltall Simulation so hervorgegangen ist. Wenn er sich so sehr darauf stürzt, dann glaube ich nicht, dass es nur so eine 0815 Simulation ist.
Daher habe ich abgeleitet, dass es ja auch möglich sein muss, so eine Simulation für die kleinsten Teile auf der Erde zu machen(also molekularer Bereich, zellen...).
Aber ich muss sagen, dass mir der Vorschlag sehr gefallen hat: erstmal mit einer Zelle(bzw.Bakterium) so eine Software schaffen und dann weitergehen zu Zellhaufen Gewebe, etc.
Ich denke, dass die Idee vom Grundprinzip her von allen ganz gut verstanden wurde. Sollte es dennoch fragen zu der Idee geben, dann immer her damit!
Freue mich natürlich immer wieder über neue Beiträge
mfg
Ambitious
-
Ambitious_One schrieb:
Daher habe ich abgeleitet, dass es ja auch möglich sein muss, so eine Simulation für die kleinsten Teile auf der Erde zu machen(also molekularer Bereich, zellen...).
Die Simulation des Weltalls ist aber um einiges leichter, weil dort weniger Faktoren und Grundgesetze berücksichtigt werden müssen.
Bei deinem Anlauf mußt du vermutlich noch etwas tiefer ansetzen - bei einem einzelnen Molekül und den Wechselwirkungen mit den Nachbarn, durch die dann letztendlich eine vollständige Zelle gebildet wird. Und auf dieser Ebene gibt es noch genug Aspekte, die die Experten noch nicht komplett verstanden haben - und ohne dieses Verständnis brauchst du gar nicht erst anfangen.
-
Ja, das hatte ich mir auch schon überlegt. Ich dachte mir dann aber, dass es doch eigentlich auch gehen müsste, wenn ich dem System "beibringe" unter welchen Voraussetzungen und Zuständen, welche Stoffe mit welchen anderen chemische/biochemische Reaktionen eingehen. Bsp.: Die Oktettregel. Ich muss ja nicht auf quantenmechanischer Ebene alles nachvollziehen können, mir würde es doch auch reichen, wenn ich weiss, weshalb Stoffe miteinander Verbindungen eingehe oder?
mfg
Ambitious
-
Ambitious_One schrieb:
Bsp.: Die Oktettregel. Ich muss ja nicht auf quantenmechanischer Ebene alles nachvollziehen können, mir würde es doch auch reichen, wenn ich weiss, weshalb Stoffe miteinander Verbindungen eingehe oder?
Na wenn du für Dinge wie Elektrophile Addition, Nukleophile Substitution etc. nicht überall Sonderregeln einführen willst, brauchst du zumindest noch das Orbitalmodell. Und dann hast doch noch lange keine Enzyme, die sind sehr komplex. Und dann hast du noch lange keine Organellen, das ist noch mal eine ganz andere Geschichte. Und dann hast du noch keine Zellen, das ist noch mal eine ganz andere Geschichte.
Schon ein Blick in die Wikipedia Artikel dürfte genügen, um festzustellen, dass so ein Projekt insbesondere für eine Einzelperson ohne tatkräftige Unterstützung von Biochemikern absolut unmöglich ist. Und wir sprechen hier von einfachsten Zellen, nicht von einem vielfach komplexerem Körper.
-
Du stellst dir das entschieden zu einfach vor. Wie sich einzelne Atome zusammentun, ist bekannt - wie sich die entstehenden Moleküle zu einem dreidimensionalen Gebilde anordnen, ist noch nicht so einfach (dazu gab's erst kürzlich einen Thread im NadrW). Und afair hängen viele chemisch und biologisch relevanten Eigenschaften und Fähigkeiten mit dieser dreidimensionalen Struktur zusammen.
-
Die Weltraumsimulationen haben bloß im Bereich von 10^10 Partikel mit (relativ) einfachen Kraftgesetzen (das heißt nicht, absolut einfach. Das ist immerhin ART!). Und das hat ein paar CPU-Jahrzehnte gedauert. Du darfst dir spaßeshalber mal abschätzen, was man dafür wohl so an RAM braucht, selbst wenn man nur klassisch rechnen würde. Und jetzt Vergleich das mal mit der Zahl von Zellen in einem Organ, Molekülen in einer Zelle oder Atomen in einem Molekül. Tipp: Nur das letzte ist eine kleinere Zahl als 10^10. Einzelne Moleküle (kleine! Nicht DNA) versteht man ziemlich gut.
CStoll schrieb:
Bei deinem Anlauf mußt du vermutlich noch etwas tiefer ansetzen - bei einem einzelnen Molekül und den Wechselwirkungen mit den Nachbarn, durch die dann letztendlich eine vollständige Zelle gebildet wird. Und auf dieser Ebene gibt es noch genug Aspekte, die die Experten noch nicht komplett verstanden haben - und ohne dieses Verständnis brauchst du gar nicht erst anfangen.
Im Prinzip ist sogar alles bekannt, wenn wir mal sagen, dass subatomare Prozesse medizinisch keine Rolle spielen. Das Problem ist jedoch, dass Chemie eine bedeutende Rolle spielt und da ist man ganz schnell in der Quantenmechanik. Und Quantenmechanik zu lösen heißt, dass du mal eben ein paar CPU-Jahre verbrauchst um einen Cluster mit 25 Atomen zu simulieren. Und wenn man sagt man rechnet alles vergröbert und klassisch dann ist man wieder beim Problem der Modellierung. Manchmal gibt es dann nämlich doch ein paar ziemlich große Moleküle bei denen die biologische Funktion an den chemischen Details einzelner Bindungen hängt (die Natur ist so gemein :p !). Wenn man das weiß, ist es möglich, so etwas mit zu simulieren (beziehungsweise das ist aktueller Stand der Forschung, dass man solche Multiskalensimulationen so langsam in den Griff bekommt). Und deshalb darf man so langsam anfangen mal davon zu träumen (von der Realisierungsmöglichkeit her ungefähr vergleichbar mit DaVincis Träumen vom Fliegen), dass man vielleicht mal irgendwann eine ganze Zelle hinbekommt, wenn man alle Teile simulationstechnisch erforscht hat und weiß, an welchen Stellen man sparen darf und an welchen nicht. Das heißt für seinen Simulator bräuchte der Threadersteller entweder einen State-of-the-Art Supercomputer aus dem Jahr 647.372.393 n.Chr., dann kann man das ganz gut selber programmieren (gibt's aber schon 1000x und alle sind sie besser als das was ein Anfänger ohne Erfahrung schreiben würde) oder einen Supercomputer aus dem Jahr 2150 und praktisch das gesamte Wissen der gesamten Computerphysik, Quantenchemie und Bioinformatik um die Simulation zu programmieren. Von einer einzelnen Zelle wohlbemerkt.
-
SeppJ schrieb:
Im Prinzip ist sogar alles bekannt, wenn wir mal sagen, dass subatomare Prozesse medizinisch keine Rolle spielen.
Na, das halte ich aber für ein Gerücht
Wenn ich mal alleine an die Vorlesungen zur einfachsten embryonalen Entwicklungsbiologie zurückdenke: Selbst bei den grundlegenden Signaltransduktionskaskaden war es die Ausnahme, wenn nicht irgendwo Fragezeichen standen oder der Hinweis "Wirkungsweise unbekannt". Jede dieser Kleinigkeiten müsste das Programm aber exakt nachbilden, jede Kausalität kennen und jede Influenz berücksichtigen.
@Ambitious_One
Wie wird ein Zellzyklus induziert? Von wo? Wie behandelt er das Aufeinandertreffen einzelner Transmitter? Wie simuliert er etwa parakrine und iuxtakrine Induktion? Welche Signale steuern die Zelle und veranlassen sie zur Aktivierung oder Desaktivierung welcher Botenstoffe? Von wo kommen die Signale? Wo gehen sie hin? Womit könnne sie Wechselwirken? Wodurch werden sie katalysiert und wodurch inhibiert? Welche anderen Proteine beeinflussen sich hier evtl. gegenseitig? Welche müssen vorhanden sein, damit überhaupt etwas passiert? Welche Dosis löst eventuell Apoptose aus? Aber auch nur, wenn welche Kinasen (z.B.) in welchen Konzentrationen vorhanden sind? In welchen Zellgebieten halten die sich wiederum auf und warum?Und so weiter und so fort ... wobei das jetzt auch wieder nur die besser beleuchteten, allgemeinen Zusammenhänge warne. Alleine die Wirkungsweise von Enzymen z.B. wirft jede Simultion mal wieder gekonnt über den Haufen. Dann kommen noch externe Faktoren dazu, ggf. äußere Umstände wie Wassermangel, Konzentrationen bestimmter abiotischer Stoffe, Noxen, der gesamte Transkriptions- und Translationsapparat, Mutagenese ... und gehst du von der zellulären Ebene auch nur einen einzigen Level "höher", dann geht der ganze Spaß wieder von vorne los.
Nene, da sind wir noch unzählige Mannjahre davon entfernt, die groben Zusammenhänge jemals auch nur annäherungsweise erfassen zu können.
-
@árn[y]ék
Man könnte jetzt aber auch behaupten, dass sich diese von Dir aufgeführten biologischen und medizinischen Vorgänge von selbst ergeben, wenn die chemischen und physikalsichen Regeln von dem Simulator erfasst wurden.(Nicht, dass dieses Projekt realisierbar wäre oder diese Grundgesetze alle bekannt sind)
-
Und jetzt lese ich mir wieder durch, was die Leute dazu geschrieben haben, und langsam erkenne ich, dass das Projekt dann doch wohl größer wäre, als gedacht. Hätte ich aber selbst darauf kommen können ... wenn wir es schon nicht schaffen, einen Computer eine 'vernünftige' Kommunikation mit einem anderen Computer zu ermöglichen, wie soll das dann mit der
Trotzdem bleibe ich beim Grundsatz 'Es ist nicht möglich!'. Es ist möglich, dessen bin ich mir ziemlich sicher - aber womöglich habe ich mich bei der Einschätzung der Wahrscheinlichkeit für das Projekt geirrt, dass das Programm dann tatsächlich fertiggestellt wird. Obwohl Rom auch nicht an einem Tag erbaut wurde ...
-
@árn[y]ék:
Das was knivil schon sagte: Ich komme da von der physikalischen Seite. Die Grundgesetze sind bekannt, die Systeme sind einfach nur viel zu komplex um bisher verstanden zu werden.@Der aus dem Westen ... : Du hast eine merkwürdige Definition von unmöglich. So ein absolutes unmöglich ist ein so starkes Wort, dass außerhalb der reinen Mathematik praktisch nichts unmöglich ist. Klar ist es "möglich" einen Menschen ab initio zu simulieren. Genauso wie es "möglich" ist, eine AES-2048 Verschlüsselung zu knacken. Die Verfahren sind in beiden Fällen sogar relativ trivial und lange bekannt. Das kann dir ein begabter Student in ein paar Wochen seiner Freizeit programmieren (gibt's natürlich schon längst alles und auch in effizient). Aber die erwartete Programmlaufzeit (und beim Menschen Speicherbedarf) ist um viele Größenordnungen länger als das bisherige Alter des Universums. Und daher ist es unmöglich im herkömmlichen Sinne des Wortes. Passt es dir besser, wenn man es "unmachbar" oder "nicht umsetzbar" nennt?
-
SeppJ schrieb:
Aber die erwartete Programmlaufzeit (und beim Menschen Speicherbedarf) ist um viele Größenordnungen länger als das bisherige Alter des Universums. Und daher ist es unmöglich im herkömmlichen Sinne des Wortes. Passt es dir besser, wenn man es "unmachbar" oder "nicht umsetzbar" nennt?
"Derzeit nicht umsetzbar" reicht mir. Wir wissen nicht, was die Zukunft bringt, und inwiefern diese Einfluss auf uns haben wird (wenn du zweifelst, dann ruf dir bitte noch einmal ins Gedächtnis, wie du dir die Zukunft vorgestellt hast, als du so alt warst wie ich [20], und wann du dir dein fliegendes Auto holen wolltest). In einem besonders skurrilem Szenario, welches ich mir vorstellen kann, könnten wir ein Universum erschaffen, dessen Parameter darauf ausgelegt sind, dass beim Zusammenbruch ein Datenträger mit der Simulation in unser Universum geschleudert wird. Kannst du dies zu 100% ausschließen?
Unwahrscheinlich? Wahrscheinlich!
Aber ich habe bemerkt, dass es oft die Abstraktion ist, die unsere Vorstellung von der Welt manifestiert. Vielleicht, eventuell schaffen wir es irgendwann, eine exakte Simulation zu erstellen - aber solange dieses 'vielleicht, eventuell' nicht mit 100%-iger Wahrscheinlichkeit und vollkommen vernichtet wurde, wird mich der Terminus 'unmöglich' immer ein bisschen aufregen.
