Die Entwicklung neuer Medikamente beginnt oft lange vor den ersten Studien am Menschen. In frühen Forschungsphasen werden Wirkstoffe unter anderem an Tieren getestet. Dabei geraten Forschende seit Jahren in einen Zielkonflikt: Einerseits sollen möglichst wenige Versuchstiere eingesetzt werden, andererseits brauchen wissenschaftliche Experimente genügend Daten, um verlässliche Ergebnisse zu liefern.

Ein Forschungsteam der Goethe-Universität Frankfurt, der Philipps-Universität Marburg und des Fraunhofer-Instituts für Translationale Medizin und Pharmakologie hat nun eine Künstliche Intelligenz entwickelt, die dieses Dilemma entschärfen könnte. Die KI trägt den Namen genESOM und soll helfen, die Zahl benötigter Labortiere deutlich zu reduzieren.

Simulierte Realität

Die KI erkennt die innere Struktur kleiner Datensätze. Anschliessend erzeugt sie zusätzliche Datenpunkte, die sich statistisch so verhalten, als wären sie in realen Experimenten erhoben worden. Die künstlich ergänzten Werte sollen also nicht einfach Zahlen auffüllen, sondern die Eigenschaften des ursprünglichen Datensatzes möglichst präzise abbilden.

Besonders wichtig war den Forschenden ein zweiter Schritt: eine eingebaute Fehlerkontrolle. Generative KI-Systeme neigen dazu, Zufallsschwankungen zu verstärken. Dadurch können scheinbare Effekte entstehen, die wissenschaftlich bedeutungslos sind. Das Team integrierte deshalb eine Art Frühwarnsystem, das die Datengenerierung stoppt, bevor solche Verzerrungen überhandnehmen.

Erfolgsversprechende Testläufe 

Getestet wurde genESOM an Daten aus einer bereits veröffentlichten Mausstudie zu einem Modell der Multiplen Sklerose. Wurde die Zahl der Versuchstiere künstlich verkleinert, verschwanden statistisch erkennbare Effekte zunächst vollständig. Erst nachdem die KI zusätzliche Daten erzeugt hatte, tauchten die ursprünglichen Resultate wieder auf – ohne zusätzliche Fehlbefunde.

Nach bisherigen Tests könnte die Methode den Bedarf an Versuchstieren bei bestimmten Forschungsfragen um 30 bis 50 Prozent senken. Ganz ersetzen kann die KI Tierversuche allerdings nicht.