Google macht sich zum Schwerezentrum der Medizin von morgen

Die Firma aus dem Silicon Valley hat die zielgenaue Werbung erfunden. Dafür überwacht sie ihre Nutzer. Nun nutzt Google sein Know-how über Datenanalyse, um Ähnliches in der Medizin zu tun.

Google hat mit seiner Suchmaschine die Welt verändert. Mit weniger gibt man sich im Silicon Valley auch nicht zufrieden. „Disruption“ heißt das Mantra südlich von San Francisco. Damit ist radikale Innovation gemeint. Nicht bloß ein zusätzliches innovatives Produkt, das dem Baum des Konsums ein neues Zweigchen wachsen lässt. Nein, Disruption meint, mit der etablierten Art und Weise zu wirtschaften, völlig zu brechen. Einen Markt zu zerstören, um ihn neu aufzubauen und einen möglichst großen Teil der Profite abzuschöpfen.

Das hat Google zuerst mit der Werbung getan. Dank der Datenspuren, die Nutzer von Googles Suchmaschine hinterlassen, lernen Googles Algorithmen deren Verhalten kennen und können sie daraufhin individuell ansprechen. Googles Algorithmen sagen treffsicher voraus, welche Werbung von welchem Nutzer angeklickt wird. Mit der zielgenauen Werbung hat sich die klassische Massenkommunikation über Plakatwände und dergleichen weitgehend erledigt.

Mit seiner Art, Daten über das Verhalten eines Kunden durch künstliche Intelligenz in Prognosen über seine Reaktion auf Werbeanzeigen zu verwandeln, habe Google eine neue Form des Kapitalismus gegründet, meint die US-Ökonomin Shoshana Zuboff. Diesen nennt sie „Überwachungskapitalismus“.

Disruption in der Medizin

Nun will der Suchmaschinengigant das Modell offenbar auf einen anderen Markt ausdehnen. Auf ein Thema, bei dem es um mehr geht, als die Wahl zwischen einer blauen oder einer roten Bluse, sondern oft um Leben und Tod. Auf eine Angelegenheit, die jeden Menschen betrifft. Die Rede ist von Medizin und Gesundheit. Auch dieser Markt steht, bildlich gesagt, vor dem Wandel von der Plakatwand zur Hinwendung zum Individuum.

Einiges deutet darauf hin, dass Google dies, ähnlich wie schon bei der Werbung, durch eine Art datengetriebene Gesundheitsüberwachung erreichen will. 

Was sucht eine Firma, bei der sich alles um Bits und Bytes dreht in einem Feld, bei dem der greifbare, höchst analoge Körper im Mittelpunkt steht? Diese Frage zielt in den Kern der Disruption, vor der die moderne Heilkunst steht. Ihr neues Fundament sollen Daten sein. Darauf sollen zwei neue Gebäudeteile stehen: Präzision und Prävention. Beiden Aspekten widmet Alphabet sich mit dem typischen „Think Big“ des Silicon Valley.

Präzision: Digitale Zuwendung

Was ist mit Präzision gemeint? Viele Patienten dürften das Gefühl kennen, eine Nummer zu sein. Sätze, wie „Der Leberkrebs auf Zimmer 12“ mögen ein Klischee sein, doch sie dürften so oder ähnlich täglich an Kliniken fallen. Die Präzisionsmedizin soll das radikal ändern. Ähnlich wie in der Werbung wendet sie sich von der Masse ab, und den Eigenheiten des einzelnen Patienten zu. Autorenfilm statt Blockbuster, sozusagen. Man spricht auch von "personalisierter Medizin".

Feinkörnige Daten zeigen individuelle Charakteristika der Krankheit eines Patienten, die sich therapeutisch nutzen lassen. Minimale Unterschiede im Kontrast auf Röntgenaufnahmen der Lunge etwa zeigen an, ob eine bestimmte Therapieform gegen Lungenkrebs bei dem Betroffenen anschlagen kann oder nicht. Ein Arzt kann diese Feinheiten nicht erkennen, ein Algorithmus an der Uniklinik Essen hingegen schon.

Vielen Krankheiten liegt ein sehr komplexes molekulares Geschehen zugrunde. Das macht Prognosen schwierig. Bei überstandenem Brustkrebs zeigen 70 Gene das Risiko an, dass die Krankheit nach Jahren wieder aufflammt. Ob ein Neuroblastom, ein Kinder befallender Tumor, sich aggressiv ausbreitet oder gutartig bleibt, lässt sich noch schwerer vorhersagen. Fast 200 Gene steuern die Biologie dieses Krebses. Wer einen Patienten gezielt behandeln will, muss ihn genau vermessen und die Daten effizient verarbeiten. Dass das in jedem Fall zu einer Therapie führt, die dem Patienten auch nützt, lässt sich allerdings nicht sagen. Jede einzelne personalisierte Behandlungsform muss, wie herkömmliche Methoden auch, in klinischen Studien auf ihre Wirksamkeit hin untersucht werden.

Alphabet kann die zentrale Rolle in diesem Prozess spielen: Die digitale Vermessung von Patienten ist wie geschaffen für die Datenprofis des Konzerns. Muster in großen Datenmengen zu erkennen ist ihr Kapital. Zu diesem Zweck entwickeln sie Algorithmen, zum Teil lernfähige, und auch Hardware: Chips, die lernfähige Software besonders effizient ausführen.

Dem einzelnen Kranken scheint das auf den ersten Blick wenig zu bringen. Ein Patient ist zunächst nur ein individueller Datenpunkt, der für Alphabet wenig Bedeutung hat. Interessant sind für den Konzern Millionen oder Milliarden Datenpunkte. Nur in derart großen Datenmengen lassen sich auch dünn gesäte Regelmäßigkeiten aufspüren, die bei Betrachtung nur weniger Patienten nicht hervortreten. Die Patientengruppen, die einem bestimmten Muster entsprechen werden immer kleiner. Hier schließt sich der Kreis: Der einzelne Patient kann einer kleinen Gruppe zugeordnet werden und erhält dadurch eine sehr viel personalisiertere Behandlung als heute üblich. Obwohl es sich also um eine Art Kleingruppen-Medizin handelt, hat sich hierfür der Ausdruck "personalisierte Medizin" eingebürgert.

Erste Erfolge

Ein Schlaglicht auf Googles Meisterschaft im Auswerten von Daten bietet ein Algorithmus, der Prognosen über Patienten macht, indem er ihnen in die Augen sieht – buchstäblich. Entwickelt haben ihn Forscher der Alphabet-Töchter Google und Verily, ein auf Biowissenschaften spezialisiertes Unternehmen. Die Software sagte bei einem Test mit 70-prozentiger Sicherheit voraus, ob ein Patient eine Herz-Kreislauf-Attacke erleiden würde oder nicht. Eine herkömmliche Methode kann das zwar genauso gut, doch benötigt sie dafür einen Bluttest. Die Software macht weitere Aussagen über den Patienten, sein Alter, Blutdruck, oder ob er raucht. Trainiert wurde der Algorithmus mit Daten von 300000 Patienten. Diese umfassten neben den Netzhautbildern weitere medizinische Daten über den Kranken.

Alphabet hat mehrere Algorithmen entwickelt, die Ähnliches leisten sollen, etwa Brustkrebs in Biopsien erkennen, oder das Risiko berechnen, dass sich der Zustand eines Patienten verschlechtert oder dass er stribt.

Das sind aber alles Einzelanwendungen, wie sie auch von anderen Akteuren erfolgreich entwickelt werden. So haben etwa Forscher der Universität Heidelberg eine Software trainiert, Bilder von Melanomen der Haut in bösartig oder nicht zu unterteilen. Der Algorithmus erwies sich als treffsicherer als ein erfahrenes Team von Dermatologen.

Neuvermessung der Gesundheit

Die Ambitionen von Alphabet reichen indessen viel weiter, als das, was eine herkömmliche Firma oder ein Forschungsinstitut leisten könnte. Der Konzern will mit seinen künstlichen Intelligenzen und den Daten von Millionen Patienten etwas ganz Neues erreichen: Krankheit und Gesundheit ähnlich umfassend und gleichzeitig detailliert kartieren, wie das im Internet gespeicherte Wissen durch Googles Suchmaschine.

Dazu beteiligt es sich an mehreren Großprojekten für Präzisionsmedizin in den USA. Eines davon nennt sich „Foundation for Precision Medicine“. Alphabet kooperiert darin mit Forschern der Harvard University, des Massachusetts Institute of Technology in Boston und der Johns Hopkins University in Baltimore. Das Projekt widmet sich der Früherkennung der Alzheimer-Krankheit. Anhand der Patientenakten von 70000 Betroffenen wird ein Algorithmus trainiert, Muster zu erkennen, die auf die Krankheit hindeuten, bevor die ersten Symptome auftreten. Neben genetischen Unterschieden soll die Software auch Risikofaktoren im Lebensstil, Verhalten oder den Umweltbedingungen entdecken.

Einen noch weiteren Blick auf gesundheitsbezogene Daten wirft das Projekt "Baseline" der Alphabet-Tochter Verily. Der Name ist Programm. Baseline will Gesundheit und Krankheit präzise voneinander abgrenzen. Die Definition von „gesund“ soll auf solidere Beine gestellt werden als bislang. Das Überschreiten dieser „Grundlinie“, wie „Baseline“ auf deutsch heißt, bedeutet Alarm. Fehlalarme sollen durch eine solide Datenbasis und die detaillierte Analyse auf ein Minimum reduziert werden.

Das Projekt erhebt Daten von mehr als 10.000 Probanden über vier Jahre hinweg. Die Körper und der Alltag der Probanden werden umfassend überwacht. Das Testprogramm reicht von Seh- und Hörtests, über Laborwerte der meisten Körperflüssigkeiten bis zu EKG, EEG und bildgebenden Verfahren. Auch genetische Daten werden erhoben. Verily hat eine „Study Watch“ entwickelt, die wie eine elegante Armbanduhr aussieht. Sie misst aber nicht nur die Zeit. Vielmehr ist sie eine Art tragbare Arztpraxis, die verschiedene Körper- und Umweltdaten aufnimmt. Dazu gehören EKG, der elektrische Hautwiderstand und verschiedene Bewegungsdaten des Körpers. Ein weiterer Sensor zeichnet den Schlaf von Probanden auf.

Darüber hinaus geben die Probanden in Fragebögen Auskunft über Familie, Einkommen, Ernährung, körperliche Aktivität, Beruf, eventuelle Umweltfaktoren oder Risikoverhalten.

Die Analyse der Daten soll unter anderem eine tiefe Einsicht in das Krankheitsgeschehen auf molekularer Ebene liefern. Gesucht werden etwa neue Biomarker, die Krankheiten schon in einem sehr frühen Stadium erkennen. Ein weiteres Ziel ist feinkörnigeres Wissen über Risikofaktoren in Lebensstil oder Umwelt.

Das Projekt könnte viele Krankheiten neu definieren. Medizinische Lehrbücher müssen vielleicht neu geschrieben werden. So könnten Leiden, die heute ganz unterschiedlichen Kategorien angehören eine verbindende, tiefer liegende Ursache haben. „Zum Beispiel können die molekularen Grundlagen von Krebs, Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen Gemeinsamkeiten aufweisen, die über die traditionellen Krankheitsbezeichnungen hinausgehen“, schreiben Forscher des Projekts um Kristine Arges von der Duke University in Durham. Verily macht all diese Arbeit nicht allein, sondern hat Wissenschaftler der Universitäten Duke und Stanford ins Boot geholt.

Daten von einer Million US-Bürgern

Noch ein paar Nummern größer fällt das Projekt „All of Us“ aus. Das Ziel ist ähnlich: Durch Datenanalyse ergründen, wie Gesundheit mit der menschlichen Biologie, Lebensstil und Umweltfaktoren zusammenhängt. Ein detailliertes Bild dieser Beziehungen soll individuell geschnittene Therapien ermöglichen. Die Daten sollen möglichst repräsentativ für die gesamte US-Bevölkerung sein. Die bis 2022 angestrebte Teilnehmerzahl ist immens: Eine Million Probanden will das National Institute of Health, eine Forschungsbehörde des US-Gesundheitsministeriums, anwerben. Bis zum Juni 2020 waren 225000 Personen angemeldet. Die Alphabet-Tochter Verily liefert die Dateninfrastruktur für das Riesenprojekt: eine Cloud-Plattform namens „Terra“. Die Plattform soll nicht nur den Zugriff auf die Daten für Forscher an verschiedenen Instituten bereitstellen, sondern auch Werkzeuge für Datenanalysen und die Kooperation zwischen verschiedenen Instituten. Vergleichbar ist das vielleicht mit den in der Cloud angebotenen Office-Anwendungen wie Google Docs, die das verteilte Arbeiten an Dokumenten ermöglichen.

Prävention: Das Verhalten von Gesunden im Blick

Eine feinere Grenzlinie zwischen krank und gesund würde den Blick für sich anbahnende Krankheiten schärfen, also die Prävention verbessern. „Baseline“ und „All of Us“ beobachten ihre Teilnehmer über Jahre, teils mit am Körper getragenen Geräten. Mit Fitnesstrackern wäre sogar eine durchgehende Überwachung von Biowerten wie etwa den Puls möglich. Tim Conrad von der freien Universität Berlin sieht im kontinuierlichen Erheben von Körperdaten eine große Chance. „Big Data kann zu einer präventiven Medizin führen, sagt der Mathematiker, dessen Berliner Team Algorithmen für medizinische Diagnostik entwickelt. „Künstliche Intelligenz könnte aus den Daten lernen, welche Art von Herzrhymthmusstörungen binnen weniger Wochen zum Infarkt führen“, nennt Conrad ein Beispiel. Ein Arzt könnte den Hinweis abklären. Allerdings, dämpft Conrad, seien die Messwerte dafür noch zu ungenau: Pulsspitzen etwa liegen oft um 20 Prozent daneben.

Conrads Kollege an der Freien Universität Berlin, Christoph Schütte, weitet die Vision aus: „In Zukunft könnte der Mensch der Manager seiner Gesundheit sein. Weil er immer mehr automatische Algorithmen bekommt, die ihm sagen, das und jenes machst du falsch, dein Gang ist nicht mehr ausgeglichen, deine Hüfte wird immer starrer, oder Ähnliches“.

Das wäre eine weitere Parallele zur zielgerichteten Werbung der Marke Google. Aus den Datenspuren seiner Nutzer leitet Google Prognosen über deren Verhalten ab: Wird sie diese Werbung anklicken oder eher diese? Die Vorhersage des Verhaltens legt dasselbe schon fest, denn sie bestimmt, welche Werbebotschaften letztlich bei der Nutzerin ankommen. Die Chance, sich unerwartet anders zu entscheiden, entfällt. So könnte die Gesundheitsüberwachung Verhaltensprognosen produzieren, die, falls ungesund, gar nicht als Optionen angeboten werden.

Alphabet hätte die denkbar beste Expertise für dieses Szenario. Jedenfalls ebnet sich der Konzern den Weg dorthin. Im November 2019 kündigte er den Kauf von Fitbit an, eines führenden Herstellers von so genannten Wearables, zu denen Fitnestracker, Schrittzähler oder Schlafsensoren gehören. Das US-Justizministerium prüft die Transaktion derzeit.

Ein Gravitationszentrum für die Medizin von morgen

Unterm Strich lässt sich sagen: Alphabet versucht, medizinisch relevante Datenströme zu sich hin zu leiten und mit seinen ausgefeilten lernfähigen Algorithmen zu analysieren. Das Projekt steckt zwar noch in den Anfängen. Doch die Tochter Google hat ja bereits bewiesen, wie effizient sie darin ist, einen Markt auf den Kopf zu stellen. So wie sie einst zu einer Plattform für Online-Werbung heranwuchs, könnte sie zu einer Gesundheitsdatenplattform werden, um die sich das Gesundheitssystem von morgen dreht wie um ein Zentralgestirn. Etwas profaner ausgedrückt: Die Firma schafft die Infrastruktur für die digitalisierte Medizin von morgen.

Dafür müssen die Datenprofis aus dem Silicon Valley die Daten weder selbst sammeln, noch selbst analysieren. Stattdessen bieten sie den mit der Digitalisierung oft überforderten Kliniken die Datenspeicher, die Rechenpower und die Algorithmen. Die datengetriebene Medizin erfordert oft enorme Ressourcen. Der virtuelle Ort dafür ist die Cloud. Google hat seine Cloud längst auf das Verarbeiten medizinischer Daten vorbereitet. Eine eigens entworfene Programmierschnittstelle namens „Healthcare API“ verbindet Anwendungen aus dem Gesundheitssektor mit Googles künstlicher Intelligenz auf Googles Cloud.

Einer der Anwender ist die Klinik der Emory University in Atlanta, USA. Dort hat der Arzt Ashish Sharma und seine Kollegen Googles KI trainiert, um Sepsis vorherzusagen. Diese als „Blutvergiftung“ bekannte Krankheit erleiden weltweit jährlich 20-30 Millionen Menschen, oft in Kliniken. Viele Patienten sterben, weil Sepsis oft zu spät erkannt wird. Die künstliche Intelligenz detektiert Sepsis sechs Stunden vor dem Auftreten, mit einer Genauigkeit von 85 Prozent. Eine besonders hohe Genauigkeit ist das für ein diagnostisches Verfahren zwar nicht. Doch jeder frühzeitige Warnhinweis wäre ein Gewinn gegenüber dem Status Quo.

Wie macht der Algorithmus das? Im Fünfminutentakt sammelt er 65 Parameter jedes Patienten, wie etwa Blutdruck, Herzfrequenz, Blutwerte, und berechnet daraus einen Punktewert, der die Wahrscheinlichkeit für eine Sepsis anzeigt. Diese Sepsis-Warn-App auf Googles Cloud sollen auch andere Kliniken nutzen können. Es gibt auch Werkzeuge auf dieser Cloud, um mobile Endgeräte einzubinden. Der Arzt könnte den Sepsis-Alarm auf seinem Display erhalten. Das System ist noch nicht im Routineeinsatz und wird derzeit evaluiert. Es zeigt aber exemplarisch, wie Google sich als Plattform der Zukunftsmedizin aufstellen will. Es will der Nährboden für das Ökosystem der digitalen Medizin sein.

Googels Cloud nutzen noch weitere bedeutende Kunden. Ein großer Klinikbetreiber an der US-Ostküste mit 65.000 Mitarbeitern, die „Mayo-Kliniken“, speichert seine Daten auf Googles Cloud-Plattform. Auch Fitbit hat seine Geräte über die Healthcare API mit der Google-Cloud verbunden. Das soll es Nutzern erleichtern, ihre Daten mit Ärzten zu teilen.

Laxer Umgang mit Patientendaten

Die großen Ambitionen Googles werfen eine Frage auf: Verdient der Datenkonzern, Erfinder des „Überwachungskapitalismus“, das Vertrauen, das ihm der US-amerikanische Gesundheitssektor heute schon entgegenbringt? Einiges deutet darauf hin, dass dem nicht so ist. „Don't be evil“ lautete bis 2015 Googles Motto. Es stammte aus der Zeit um die Jahrtausendwende. Tatsächlich war der Deal zwischen der jungen Suchmaschine und ihren Nutzern ein fairer: Gebt uns Eure Daten, damit wir unsere Suchmaschine verbessern können. Davon profitiert Ihr selbst. Das war für die Entwicklung der Technik ein guter Deal, aber es war kein Geschäftsmodell. Nach dem Platzen der Dotcom-Blase im Jahr 2000 forderten Risikokapitalgeber jedoch mit Vehemenz Profite. Um sich vor der Pleite zu bewahren, machte Google seine Nutzer vom Partner zum Rohstoff. Es nutzte die Daten über sein Klickverhalten im Netz, um es mit Hilfe künstlicher Intelligenz vorherzusagen. Diese Prognosen verkauften sie an Werbetreibende. Daten von Nutzern sind also für Google eine Ware, die es teuer verkauft, ohne dass der Nutzer davon profitiert. Auch aus der Sicht von Patienten ist daher beim Überlassen von gesundheitsbezogenen Daten an Google oder Alphabet Misstrauen angezeigt.

Googles Umgang mit Patientendaten entkräftet diese grundsätzliche Skepsis nicht, im Gegenteil.

Erst vor Kurzem erhielt Google detaillierte Daten von mehr als 10 Millionen Patienten des US-amerikanischen Krankenhausbetreibers Ascension. Es handelte sich um die bislang größte Weitergabe von Gesundheitsdaten an Dritte. Patienten oder Ärzte wurden nicht gefragt und die Daten waren bei der Übergabe nicht anonymisiert, wie ein anonymer Google-Mitarbeiter des Projekts in der britischen Zeitung Guardian schrieb. Die Mitarbeiter des Projekts hätten ein Training in medizinischer Ethik absolviert, beschwichtigte David Feinberg, Chef von Google Health daraufhin. Allerdings beschränkte sich die Ethik auf die Einhaltung laxer Datenschutzregeln der USA.

Doch auch zum Bruch von Datenschutzgesetzen ist Google bereit. Seine Londoner Tochter Deepmind hatte im Jahr 2016 Zugang zu Patientendaten dreier Londoner Kliniken, die jährlich 1,6 Millionen Patienten behandeln. Die Informationen waren sehr detailliert: Sie zeigten, ob der Patient HIV-postiv war, Depressionen hatte, Drogen-Überdosen ausgesetzt gewesen ist oder eine Abtreibung gehabt hatte. Die britische Datenschutzbehörde entschied, dass der Deal illegal war.

Google legt im Umgang mit Patientendaten offenbar kein anderes Gebaren an den Tag wie mit den Verhaltensdaten, die durch die Nutzung seiner Suchmaschine entstehen. Shoshana Zuboff, die Googles Historie akribisch erforscht hat, attestiert dem Techgiganten gar eine „fundamentale Missachtung jeglicher Grenzen hinsichtlich unserer Intimsphäre und der moralischen Integrität des autonomen Einzelnen“.

Mit ihrer Skepsis ist Zuboff nicht allein. Peter Dabrock, der Vorsitzende des deutschen Ethikrates, bezeichnete Googles Deal mit Ascention in einem Interview mit Riffreporter als „hochproblematisch“. Er warnte davor, dass das freie Zirkulieren von medizinischen Daten Usus werden könnte. „Wir befinden uns an einem Kipppunkt“, meint Dabrock.

Der Whistleblower, der Googles Datenhandel mit Ascention aufdeckte, drückte gegenüber dem britischen „Guardian“ ein ähnliches Empfinden aus: „Die meisten Amerikaner würden sich unbehaglich fühlen, wenn sie wüssten, dass ihre Daten zufällig an Google übertragen werden, ohne dass angemessene Schutz- und Sicherheitsvorkehrungen getroffen wurden. Dies ist eine völlig neues Gebaren. Möchten Sie, dass Ihre persönlichsten Informationen an Google übermittelt werden? Ich glaube, viele Leute würden nein sagen“.

Die Skepsis nährt Google auch dadurch, dass es die Welt im Unklaren lässt, was genau es in der Medizin vorhat. Das amerikanische Techmagazin The Verge bringt es auf den Punkt: „Das Problem mit Googles Ambitionen im Gesundheitssektor ist, dass niemand weiß, wo sie enden.“

Die Parallelen zwischen der Metamorphose der breitenwirksamen Werbung zur mikroskopisch zielgenauen Werbebotschaft und dem angestrebten Wandel hin zur personalisierten Medizin sind zu offensichtlich, als dass Google seine Finger davon lassen könnte.

Googles Mutter Alphabet will die traditionelle Medizin umkrempeln – und zwar disruptiv.

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