Energiekrise der KI ist mit dieser Methode gelöst

Diese aus Bakterien gewonnenen Neuronen verbrauchen so wenig Strom wie das menschliche Gehirn selbst.

Andreas Becker14.10.25 Nano Banana

Kurzfassung Quellen

Forscher haben künstliche Neuronen entwickelt, die auf Proteinen von Bakterien basieren.
Diese Neuronen arbeiten extrem energieeffizient und auf dem gleichen Spannungsniveau wie menschliche Nervenzellen.
Die Technologie ermöglicht die direkte Kommunikation zwischen Elektronik und lebenden biologischen Zellen.
Die Entwicklung könnte die Grundlage für revolutionäre medizinische Implantate und Gehirn-Computer-Schnittstellen bilden.

Was wäre, wenn Computer mit der gleichen Energieeffizienz wie das menschliche Gehirn arbeiten könnten? Forscher haben nun künstliche Neuronen entwickelt, die genau das versprechen. Sie basieren auf Bakterien, arbeiten mit extrem niedriger Spannung und können direkt mit lebenden Zellen interagieren. Diese Technologie könnte die Medizin revolutionieren.

Effizienz nach Vorbild der Natur

Ein zentrales Problem der Bioelektronik scheint gelöst. Heutige KI-Systeme verbrauchen enorme Mengen an Energie. Im Gegensatz dazu benötigt das menschliche Gehirn nur etwa 20 Watt für hochkomplexe Prozesse. Forscher der University of Massachusetts Amherst haben nun einen entscheidenden Schritt zur Nachahmung dieser Effizienz gemacht.

Ihre künstlichen Neuronen benötigen nur 0,1 Volt Spannung. Das entspricht exakt dem Niveau biologischer Nervenzellen. Damit verbrauchen sie hundertmal weniger Energie als bisherige Ansätze. Dieser Durchbruch macht klobige und energieintensive Signalverstärker für medizinische Anwendungen überflüssig. Die Elektronik kann direkt auf biologischer Ebene agieren.

Hightech aus dem Mikrokosmos

Die Grundlage für diese Innovation liefert ein Mikroorganismus. Das Bakterium Geobacter sulfurreducens produziert von Natur aus elektrisch leitfähige Proteinfäden. Die Wissenschaftler nutzen diese Nanodrähte, um sogenannte Memristoren zu bauen. Diese Bauteile vereinen Rechen- und Speicherfunktionen und sind zudem biokompatibel.

Die proteinbasierten Drähte funktionieren problemlos in der feuchten Umgebung des menschlichen Körpers. Sie ermöglichen eine nahtlose Verbindung zwischen technischem Bauteil und biologischem Gewebe. Das System kann sogar auf chemische Botenstoffe wie Neurotransmitter reagieren und so die Funktionsweise des Nervensystems nachahmen.

Die medizinische Revolution rückt näher

Die neuen Neuronen eröffnen weitreichende Anwendungsmöglichkeiten. Die Forscher zeigten bereits erfolgreich, wie ihre Entwicklung mit schlagenden menschlichen Herzmuskelzellen kommuniziert. Künftig könnten intelligente Implantate oder Prothesen direkt mit dem Nervensystem interagieren.

Auch die deutsche Forschung arbeitet an ähnlichen Zielen. Projekte entwickeln Handprothesen, die Amputierten das Gefühl zurückgeben. Die neuen Erkenntnisse aus den USA könnten diesen Bestrebungen einen entscheidenden Schub verleihen. Der Markt für solche gehirnähnlichen Computersysteme könnte bis 2032 auf über eine Billion US-Dollar anwachsen.