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Die Super-Soldaten, die auf den Schlachtfeldern der Zukunft kämpfen werden

Nach Hitlers Smart Drugs kamen Exoskelette und Hirnimplantate—so sprengen Militärforscher die Grenzen der menschlichen Biologie und züchten Kämpfer mit übermenschlichen Kräften.

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Apr. 27 2016, 3:00pm

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Was hat das US-Militär nicht alles versucht, um Tony Stark im ersten Teil von „Iron Man" seinen hochgerüsteten Roboter-Anzug abzuluchsen—aber nix da: Für's Militär wollte Waffenproduzent Tony Stark kein Exoskelett bauen, das den menschlichen Träger zu einem Superkämpfer macht. Sein Maschinen-Umhang ist so beliebt, dass ihm im zweiten Teil schließlich sogar sein Kumpel Colonel Rhodes eines der Exoskelette klaut und es postwendend ans Militär liefert.

Das echte US-Militär hat heute mindestens genauso viel Lust auf ein künstliches Exoskelett, um—na klar—resistente Übersoldaten zu produzieren, die hunderte Kilos heben und zig Kilometer laufen können und dabei am besten noch vor Kugeln und gefährlichen Strahlen geschützt sind.

Anders als in den Marvel-Filmen existiert in der echten Welt aber keine fliegende Superhelden-Rüstung, die man eben mal stibitzen könnte. Was macht die US-Rüstungsagentur DARPA also? Genau: Forschungsgelder und Aufträge in Millionenhöhe an Unis und Tech-Unternehmen verteilen, damit genau solche Maschinen-Anzüge eines Tages Realität werden. Doch Exoskelette sind nicht die einzigen Technologien, die in Forschungslaboren entwickelt werden, um die biologischen Grenzen der menschlichen Kräfte zu verschieben. Einige Forschungslabore arbeiten auch an Neuro-Implantaten, um die Erinnerungen zu bearbeiten genauso wie an Smart Drugs, um die Hirn-Leistungen anzukurbeln. Wir haben uns einige der tatsächlichen Entwicklungen in den Laboren angeschaut, um zu verstehen, wie weit einige die fortschrittlichsten Militär-Einrichtungen der Welt bei der Aufrüstung des Soldatenkörpers sind.

Der Roboter-Soldat von 1960 bis heute

Das erste echte Exoskelett für das Militär produzierte General Electric 1965 mit dem Modell „Hardiman". Die elektrischen und hydraulischen Arme und Beine verstärkten die Kraft eines Menschen um das 25-fache, sodass der Träger des Hardimans maximal 700 Kilogramm stemmen konnte. Das Exoskelett wog allerdings selbst genau so viel und war damit extrem träge: Mit knapp 75 Zentimetern pro Sekunde wäre ein Supersoldat auf dem Schlachtfeld nicht weit gekommen. Das Projekt wurde Ende der 1960er Jahre eingestellt—auch weil sich die Arme und Beine nicht kontrollieren ließen.

Das Hardiman-Exoskelett. Bild: GE Reports

Fast Forward: Knapp 50 Jahre später haben wir immer noch keinen Arc-Reaktor wie in Tony Starks Rüstung. Integriertes Iron Man-Siri („J.A.R.V.I.S.")? Fehlanzeige. Und fliegen können die neuesten Exoskelette auch nicht.

Hightech-Außenskelette wie das Raytheon XOS 2 sehen aber schon ziemlich cool aus, auch wenn sie den Soldaten eher zum Packesel als zum Übersoldaten machen: Knapp 90 Kilogramm kann ein Soldat mit dem XOS 2 heben. Das US-Militär sieht den Einsatz dementsprechend zum Ein- und Ausladen von schwerer Munition – einen echten Kampfeinsatz wird's für die Rüstung also so bald nicht geben.

Während Raytheons Exoskelett schon ein paar Jahre auf dem Buckel hat und XOS 2 offensichtlich mit dem Iron Man-Hype spielt, setzt die DARPA heute auf weniger Effekthascherei und unauffällige Körperverstärkungen. Das Warrior Web-Programm dreht sich darum, Soldaten mit Exoskeletten physisch stärker zu machen, damit sie mehr Ausrüstung tragen und weiter laufen können. Soldaten können so mit 45 Kilogramm schweren Rucksäcken in nur wenigen Minuten eine Meile weit marschieren—dabei schleppen sie auch locker die 20 Kilogramm schwere Rüstung mit sich herum. In ersten Tests des Warrior Web-Programms hatten unbepackte medizinische Begleiter des Army Research Laboratory Schwierigkeiten, einem Soldaten über eine Distanz von drei Meilen zu folgen—er war einfach zu schnell.

Die Zukunft der Exoskelette: Leicht, stromsparend, unsichtbar

DARPAs Warrior Web Project | Bild: US Army RDECOM | Flickr | CC BY 2.0

Die neueste Generation der Exoskelette, die gerade in den Laboren entwickelt werden, erschließen ein gänzlich neues Leistungsspektrum: Das 2014 von einem Spin-off der Universität Berkeley gebaute Skelett „Ekso GT" verbraucht weniger als 100 Watt. Die künstlichen Gliedmaßen werden um die echten geschnallt. Der nötige Rechner kommt Huckepack im Rucksack auf den Rücken, und los geht's. Das Ekso GT ist in den USA seit zwei Wochen sogar für Patienten mit Schlaganfällen und Rückenmarksverletzungen klinisch zugelassen.

Noch einen Schritt weiter geht die Soft Exosuit des Harvard'schen Wyss Institute, die ebenfalls von der DARPA finanziell gefördert wird. Sie entlastet ebenfalls die Muskeln beim Heben und Laufen, ist aber weich und schmiegt sich eng an den Körper an. In Zukunft kann diese „Rüstung" auch unter der Kleidung getragen werden. Eine Zulassung der Gesundheitsbehörde FDA ist nur noch eine Frage der Zeit—dann kann die Soft Exosuit zunächst therapeutisch eingesetzt werden. Nächster Halt: Das Militär.

Bild: US ARMY RDECOM | Flickr | CC BY-2.0

Das scheint also momentan die (offiziell nachvollziehbare) Marschrichtung der amerikanischen Cyborg-Soldaten zu sein: Leichte, stromsparende Exoskelette, die die Muskeln der Soldaten verstärken und verborgen unter der Uniform getragen werden können.

Der Gegner kann damit nicht mehr erkennen, ob ein normaler oder ein aufgebohrter Soldat vor ihm steht. Eingebaute Raketenwerfer werden wir an solchen Exoskeletten allerdings noch nicht so bald sehen. Dafür aber kräftige Soldaten. Was fehlt dann noch zum perfekten Super-Soldaten? Genau: Hirnschmalz.

Hitlers Smart Drugs: Crystal Meth vom Arzt

Denn anders als Tony Stark ist nicht jeder Mensch von Natur aus ein Genie. Eigentlich ist „Smart Drug" ein bescheuertes Buzzword. Egal, welche Pillen du einwirfst, du wirst dadurch nicht von Mister Bean zu Albert Einstein. Aber du wirst wacher, denkst schneller, hast keine Angst mehr, leistest scheinbar mehr. Genau das, was Soldaten brauchen, oder?

Einer der Stoffe, die für geistig wachere Kämpfer sorgen sollte, war Pervitin. Die deutsche Wehrmacht verteilte die Metamphetamin-Tabletten, die sich im zweiten Weltkrieg schnell den Spitznamen Panzerschokolade verdienten,ab 1938 millionenfach an die Mitglieder der Wehrmacht. Der Effekt, den sich die Generäle davon erhofften, war klar: Hemmungslose Soldaten, die unter erhöhter Konzentration und Psychostimulation bei den Blitzkriegen in Polen und Frankreich einmarschierten und bis zur völligen Erschöpfung kämpften.

In Wahrheit war Pervitin nichts anderes als (zugegebenermaßen reineres) Crystal Meth – mit allen Nebeneffekten: Die Soldaten wurden süchtig nach den als Panzerschokolade und Fliegermarzipan bekannten Glückspillen, litten unter Paranoia, Angstzuständen und erhöhter Aggressivität. Daneben zerstört Crystal Meth Nervenzellen und schädigt damit das Gehirn dauerhaft.

Ein Döschen Pervitin. Bild: Jan Wellen | Wikimedia Commons | CC BY-SA 3.0

Dennoch war Pervitin salonfähig, auch nach dem Zweiten Weltkrieg. Besonders Studenten putschten sich damit auf, um besser bei Prüfungen abzuschneiden (das passiert auch heute noch, aber eher mit Ritalin und Modafinil). Aber auch die Bundeswehr setzte das Mittel noch bis in die 1970er ein, und die NVA ließ erst 1988 offiziell von dem schädlichen Muntermacher ab.

Genauso unschön war auch die Experimentaldroge D-IX, die ein KZ-Arzt 1944 an Insassen des Konzentrationslagers Sachsenhausen testete. D-IX bestand zu gleichen Teilen aus dem Opioid Oxycodon und Kokain (je 5 Milligramm) und noch 3 Milligramm Pervitin. Damit mussten die Versuchskaninchen ohne Pause fast 90 Kilometer weit marschieren – bis ihre Körper vollkommen zusammenbrachen. Zum Einsatz an der Front kam das Mittel bis Kriegsende nicht mehr, auch wenn es noch an zwei U-Boot-Besatzungen getestet wurde.

Die Smart Drugs von morgen: Rausch beim Fliegen

In den USA kommen Metamphetamin-Präparate heute medizinisch nur noch gegen Narkolepsie zum Einsatz—ironischerweise sind es die neuen Generationen von Narkolepsie-Medikamenten, die das US-Militär wiederum heute als Smart Drugs einsetzt.

Dabei handelt es sich vorwiegend um Ritalin, das als Anti-ADHS-Mittel bekannt ist—seit einigen Jahren arbeitet das US-Militär auch mit Modafinil und hat Koffein, Dextroamphetamin und Modafinil als sichere Wachmacher für Soldaten eingestuft, wie in einem Leitfaden der US Army zur Leistungssteigerung von Soldaten steht. Sowohl Ritalin als auch Modafinil erhöhen die Ausschüttung von Neurotransmittern wie Noradrenalin oder Dopamin an den Übergängen der Nervenzellen. Gerade Modafinil kann die Lernfähigkeit, Aufmerksamkeit, das Fokussieren auf spezifische Aufgaben und die Entscheidungsfähigkeit erhöhen.

Provigil. Bild: Cascio | Flickr | CC BY 2.0

Das sind Eigenschaften, die auch dem US-Militär gefallen: In einer Studie des US Army Aeromedical Research Laboratory aus dem Jahr 2012 zeigen die Autoren, dass Modafinil das kognitive Denkvermögen, die Aufmerksamkeit und die Stimmung von Helikopterpiloten erhöht—gerade bei lang andauernden Tag- und Nacht-Flügen. Damit kann Modafinil Dextroamphetamin ab sofort ablösen—das ist bis heute in der US Army bei Piloten zur Leistungssteigerung und gegen Depressionen zugelassen ist. Modafinil kann aber auch abhängig machen, wie die Konsumenten aus der Szene der Nootropics-Tester berichten, die die Wirkung der Smart Drug an ihrem eigenen Leib im Selbstversuch testen.

Hirnimplantate: Erinnerungen wiederherstellen – oder löschen

Hirnimplantate für eine Deep Brain Stimulation (Tiefe Hirnstimulation) nach der Opertation bei einem Parkinson-Patienten. Bild: Wikimedia Commons | CC BY-SA 3.0

Depressionen, aber auch Stimmungsschwankungen und die posttraumatische Belastungsstörung nach Kampfeinsätzen schwächen Soldaten—der Super-Soldat von morgen darf also nicht daran leiden.

Passend dazu hat Obama höchst selbst 2013 die BRAIN Initiative gestartet. Dabei geht es (zumindest aus DARPA-Sicht) um eine Reihe von Projekten, an deren Ende Hirnimplantate stehen, die die elektrische Informationsübertragung im Gehirn entschlüsseln und verstehen—und diese letztlich verändern. Ein Schelm, wer dabei denkt, die DARPA wolle damit irgendwann die Gedanken der Soldaten kontrollieren.

So arbeiten Forscher des Massachusetts General Hospital derzeit im Auftrag der DARPA an einem Neuroimplantat, das Soldaten von posttraumatischen Belastungsstörungen befreien soll. Die Prothese soll in der Amygdala Überaktivität entdecken (ein Zeichen von Angst) und dann gezielt mit Stromstößen auf dem Frontallappen diesen Reiz auszuschalten, erzählt der Psychiater Darin Dougherty vom Massachusetts General Hospital der Zeitschrift Technology Review.

Ein weiteres der BRAIN Initative-Projekte heißt RAM (Restoring Active Memory) und zielt auf Soldaten mit Schädel-Hirn-Traumata ab. Diese leiden oft an Gedächtnisstörungen (laut DARPA gibt es 270.000 betroffene Soldaten, allein seit dem Jahr 2000). Das große Ziel, so Projektleiter Justin Sanchez, sei es, ein Implantat zu bauen, das autonom und gezielt Stromstöße im Hirn verteilt und so den Zugriff auf die Erinnerungen freigibt.

Viel davon ist allerdings noch Grundlagenforschung: Zuerst müssen die Forscher verstehen, wie genau das Hirn elektrische Signal enkodiert, verschickt und dann in anderen Arealen wieder ausliest und interpretiert.

So oder so: Das Problem bei solchen Hirnimplantaten sind die invasiven Eingriffe, die in der Regel das Öffnen der Schädeldecke und Einpflanzen von Elektroden direkt auf die Hirnoberfläche erfordern. Das kann auch Infektionen im Gehirn hervorrufen—abgesehen von der weiteren unangenehmen Nebenwirkung, dass man dabei Metallstifte in das Hirn steckt, was im schlimmsten Fall potentiell tödliche Blutungen verursachen kann.

Über die Halsschlagader ins Gehirn

Eine Studie untersucht die neurologischen Reaktionen in den Gehirnen von Affen nach der Implantation der Elektroden-besetzten Stents. Bild: Nature Biotechnology

Also hat die DARPA eine Studie der University of Melbourne finanziert, die im Fachblatt Nature Biotechnology den Einsatz von mit Elektroden-besetzen Stents als Alternative zum invasiven Implantieren zeigt. Die „Stentrode" ist ein mit Elektroden besetztes Gitter-Röhrchen, das über die Halsschlagader hoch ins Gehirn geschoben wird.

Einmal dort angekommen, liest die Stentrode die Hirnaktivität und überträgt sie über ein Kabel wieder zum Hals. Von dort können die Forscher das Signal drahtlos vom Hals aus anzapfen. Mit Stentrodes könnten in Zukunft beispielsweise Neuro-Prothesen gesteuert werden.

Schlauer durch Stromstöße

Noch weniger invasiv wird das Hirn-Doping mit externen Stromstößen. Transkranielle Stimulation mit schwachen Stromstößen (tDCS) wird bereits eingesetzt, um Depressions-Patienten zu behandeln.

Im DARPA-eigenen Projekt Targeted Neuroplasticity Training (TNT) soll durch Stromstöße an der Außenseite des Schädels das Wachstum und die Formbarkeit der Synapsen im Gehirn angeregt werden. Je robuster und zahlreicher, desto schneller finden Lernprozesse statt, so die Theorie.

Mit ihrem Ansatz liegen die Forscher offenbar goldrichtig: Dass eine Veränderung der Formbarkeit von Synapsen durch Strom möglich ist, zeigt eine Studie in Nature Scientific Reports: Im Experiment hat die Stimulation mit Stromstößen die Lernfähigkeit und Gedächtnisleistung von Mäusen messbar verbessert.

Bereits 2013 haben die Luftstreitkräfte der Wright-Patterson Air Force Base in Ohio Mitarbeiter des Stützpunktes mit tDCS trainiert. Dafür zogen sich mehrere Airmen elektrodenbehaftete Hauben auf und drückten beim Erkennen eines Flugzeugs auf einem Monitor einen Knopf—je schneller, desto besser.

Mit leichten Stromstößen über die Haube stimulierten die Forscher während des Lernens die motorische Rinde, und danach noch das Zentrum für bewusstes Denken. Das Resultat: Die Airmen lernten die Abläufe schneller.

Auf dieses Prinzip baut auch das TNT-Projekt auf. In den nächsten vier Jahren will das DARPA-Team um Bioingenieur Doug Weber zeigen, dass TNT die Lern- und Leistungsfähigkeit von Soldaten um 30 Prozent verbessern kann – und das praktisch ohne Nebeneffekte.

Ob das so stimmt, bleibt abzuwarten. Dass man nicht ohne Nebenwirkungen zum Super-Kämpfer wird, hat auch Tony Stark alias Iron Man schmerzhaft erfahren müssen: Im aktuellen Marvel-Streifen „The First Avenger: Civil War" steht er vor der schweren Entscheidung, sich auf die Seite der Regierung zu schlagen oder nicht. Die verlangt: Superkräfte einsetzen ja, aber nur mit Bedacht und Kontrolle.

Bleibt zu hoffen, dass die Politiker und Generäle in der echten Welt ethisch eine ähnliche Strategie vertreten, wenn die neuesten Entwicklungen aus den Laboren des Militärs einmal einsatzbereit sind—oder noch besser, dass es dann gar keinen Krieg mehr gibt, in dem die Technik eingesetzt werden muss.