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Chirurgischer Fortschritt als Ameisenalgorithmus

Chirurgischer Fortschritt als Ameisenalgorithmus

Haben Sie sich auch schon einmal gefragt, durch welche Mechanismen sich die operativen Disziplinen in den letzten Jahrzehnten weiterentwickelt haben? Gibt es tatsächlich geniale Chirurgen unter uns, die sich aufgrund einer zündenden Idee neue Operationsverfahren ausdenken und diese nach Kriterien der evidenzbasierten Medizin evaluieren, bis sie für gut oder schlecht befunden werden? Gibt es effektive und anerkannte chirurgische Forschungsgemeinschaften oder -verbünde, die systematisch Operationsverfahren oder Konzepte der perioperativen Medizin aufarbeiten? Wenn man sich auf den wissenschaftlichen Kongressen umsieht, dann drängt sich ein ganz anderes Bild auf: Eine kleine Menge von eifrigen Protagonisten trägt in gleichsam messianischer Manier immer wieder dieselben Argumente vor, die von einer noch kleineren Gruppe von Opponenten scharf kritisiert werden.

Die Evidenz der Datenlage, die Argumentationstiefe oder Überzeugungskraft stehen bei den Vorträgen indes weniger im Vordergrund als das Schauspiel selbst. Man hat die Argumente für oder gegen das Verfahren bereits so häufig gehört, dass das Plenum „mitsingen“ könnte. Auf rationale Diskussionen wird wenig Wert gelegt und von den Organisatoren ist in der Regel auch gar keine Zeit für eine eingehende Besprechung vorgesehen. Es wird von vornherein unterstellt, dass eine konstruktive Diskussion sowieso zu keinem weiteren Erkenntnisgewinn führen wird. Schließlich stehen diejenigen, die sich auskennen, schon auf der Bühne. Und diejenigen, die nichts zu sagen haben, sollen zuhören und das Schauspiel genießen. Die weit überwiegende Mehrheit der Zuhörer schaut diesem Theater gelassen und manchmal gelangweilt zu. Der Erwartungswert ist gering. Man ist schon froh, wenn alte Vorträge durch ein neues Layout imponieren. Neue Argumente hingegen erwartet man nicht, schon gar nicht von hochwertigen Studien.

Die „wahren“ Protagonisten einer neuen Methode sind der eigentliche Motor der Weiterentwicklung. Angetrieben von ihrer innigen Überzeugung, verkünden sie ihre Lehre und versuchen, andere zu überzeugen. Wenn die Protagonisten der neuen und angeblich besseren Methode mit ihrer Propaganda erfolgreich sind, dann werden sie neue Jünger gewinnen. Und auf dem nächsten Kongress wird dann verkündet, dass noch mehr Kollegen das „bessere“ Verfahren einsetzen. Selbstverständlich wird diese Behauptung mit einem Register oder einer bundesweiten Umfrage mit einer Rücklaufquote von durchschnittlich 60 Prozent belegt. Aufgrund der verbesserten Propaganda werden sich nun weitere Kollegen von der neuen Methode überzeugen lassen, denn schließlich ist es doch sehr unwahrscheinlich, dass sich so viele Kollegen in ihrer Beurteilung irren. Dieser Entwicklungsprozess setzt sich auf den Kongressen über Jahre hinweg fort. Er endet erst, wenn die moderne Methode zum neuen Goldstandard erhoben wird oder wenn sie kein Interesse mehr findet und nur noch ein Nischendasein fristet. Von evidenzbasierten Evaluationskriterien ist in diesem Prozess allerdings nur eine marginale Spur zu entdecken.

Auch wenn diese Beschreibung überzeichnet ist, sollten wir uns schon fragen, ob wir unsere Entscheidungen zugunsten einer Therapie tatsächlich nach den strengen Rationalitätskriterien treffen, wie wir immer behaupten? Oder lassen wir uns von anderen Antrieben leiten? Dem externen Betrachter könnte sich bei dem Entwicklungsprozess eine gewisse Übereinstimmung mit dem Ameisenalgorithmus aufdrängen, so dass wir der These nachgehen sollten, ob der chirurgische Fortschritt nicht auf einem Ameisenalgorithmus beruht? Aber was sind Ameisenalgorithmen? Es sind primär Algorithmen zur Lösung kombinatorischer Probleme, die sich an den Verhaltensweisen von Ameisen orientieren und erstmalig vom Mathematiker Dorigo eingeführt wurden.

Betrachten wir zum besseren Verständnis einen Ameisenhaufen, ohne dass hier suggeriert werden soll, dass wir den beschränkten Intellekt von Ameisen aufweisen. Ameisen schwärmen zur Nahrungssuche in alle Richtungen aus. Wenn eine Ameise zufällig Futter findet, läuft sie mit dem Futter freudig zum Nest zurück. Auf dem Transportweg zum Ameisennest schüttet sie Pheromone aus, so dass die anderen Ameisen, die den Weg zufälligerweise kreuzen, den Weg zur Futterstelle schneller finden. Auch die Ameisen im Nest verfolgen den markierten Weg zurück. Immer mehr Ameisen werden so von den Duftstoffen angelockt und an die Futterstelle geführt, was die Pheromonkonzentration auf dem Weg von der Futterstelle zum Nest weiter erhöht, so dass sich ein Ameisenpfad bildet. Je mehr Pheromone den Weg markieren und je mehr Ameisen den Pfad entlang laufen, umso deutlicher wird der Pfad zum Erfolg. Da Pheromone nur begrenzt wirken, wird die Duftspur zunehmend schwächer, wenn die Ameisen von der Futtersuche nicht mehr so erfolgreich nach Hause strömen. Wenn an der Futterstelle dann gar keine Nahrung mehr aufgefunden wird, dann suchen die Ameisen in alle Richtungen weiter, bis sie eine weitere Stelle finden.

Der Ameisenalgorithmus zeichnet sich dadurch aus, dass es keinen Anführer, Leiter oder Chef gibt, der den anderen Ameisen mitteilt, wo es Futter gibt, und sie anweist, welchen genauen Weg sie zur Futterquelle einschlagen sollen. Es ist vielmehr eine zufällige Suche, die gepaart ist mit einer simplen Kommunikation durch die Duftstoffe. Dieser sehr effektive Mechanismus wird derzeit sehr erfolgreich in Computeralgorithmen implementiert, um Lösungen für komplexe kombinatorische Probleme zu finden. Dabei werden nicht alle möglichen Lösungswege durchforstet, um nach der besten Lösung zu suchen, was Jahre dauern würde, sondern es wird nur nach einer guten Lösung gesucht. Dem Leser werden gewisse Ähnlichkeiten aufgefallen sein. Auch wir neigen dazu, denselben Weg wie die Protagonisten einzuschlagen und neue Verfahren einzusetzen –gleichgültig welche wissenschaftliche Evidenz dahintersteht. Enthusiastische Vorträge gepaart mit den Trainingsmodellen der Industrie, die uns von der Effektivität ihrer Instrumente oder neuen Medikamenten überzeugen, sind Duftstoffe genug. Und solange wir dieselben Erfolge feiern können wie die Protagonisten, werden wir es auch dabei belassen – gleichgültig welche Kritiker mit welchen Argumenten dagegen sprechen. Dem durch Pheromone getränkten Weg zur Futterquelle können wir eben nicht widerstehen. Immerhin sind die meisten Chirurgen so selbstkritisch, dass sie manche der angepriesenen Verfahren nur kurzfristig ausprobieren, um dann am eigenen Leibe festzustellen, dass sie nichts taugen. In diesen Fällen hat die Methode nur eine kurze Halbwertszeit auf den Kongressen.

Die wissenschaftlichen Kongresse erscheinen vor diesem Hintergrund in einem neuen Licht: Hier soll nicht qua Rationalität und evidenzbasierter Medizin kritisch über neue Verfahren diskutiert werden, sondern es werden Pheromone verteilt. Wir sollen, angeregt und satt von den kulinarischen Angeboten der Industrie, miteinander kommunizieren, um uns die gegenwärtigen Futterstellen mitzuteilen. In ungezwungener Gesellschaft können wir so während der wissenschaftlichen Sitzungen Nettigkeiten austauschen, ohne uns gegenseitig kritisieren zu müssen. Wir erfahren auf diese Weise auch, wann eine Quelle versiegt ist. Nämlich dann, wenn nicht mehr über sie gesprochen wird. Allerdings bedeutet dies nicht, dass in aufwendigen Studien Nachteile bewiesen wurden. Es ist ausreichend, dass neue, ergiebigere Quellen gefunden wurden, die eine höhere Attraktivität und Ausbeutung versprechen. Auch das zwanghafte Bummeln über die Industrieausstellung offenbart nun eine andere Bedeutung – es soll offensichtlich zur Futtersuche anregen. Allerdings ist es zum Teil schon ziemlich herausfordernd, die ausgetretenen und gut markierten Pfade zu bestimmten Futterquellen zu verlassen, um neue Quellen zu erschließen.

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