ISTANBUL / LONDON (IT BOLTWISE) – Eine neue Studie zeigt, dass KI-gestützte Diätpläne für Jugendliche erhebliche Risiken bergen können. Diese Pläne, die oft von beliebten Chatbots erstellt werden, unterschätzen die Kalorienbedarfe und bieten eine unausgewogene Nährstoffverteilung. Experten warnen, dass dies zu ernsten gesundheitlichen Problemen führen könnte.
In der heutigen digitalen Welt wenden sich viele Jugendliche, die ihr Gewicht kontrollieren möchten, an Künstliche Intelligenz, um personalisierte Diätpläne zu erstellen. Eine kürzlich veröffentlichte Studie in Frontiers in Nutrition zeigt jedoch, dass diese von Computern generierten Menüs oft grundlegende Kalorienanforderungen unterschreiten und nicht die richtige Balance an essentiellen Nährstoffen bieten. Dies könnte Jugendliche während ihrer Wachstumsphase einem Risiko für Nährstoffmängel aussetzen.
Die steigenden Raten von Fettleibigkeit bei Kindern und Jugendlichen weltweit sind besorgniserregend. Diese Erkrankung birgt sowohl kurzfristige als auch langfristige Gesundheitsrisiken, darunter ein erhöhtes Risiko für Typ-2-Diabetes, Bluthochdruck und Schlafapnoe. Gesundheitsexperten empfehlen in der Regel, dass junge Menschen ihr Gewicht durch eine Kombination aus erhöhter körperlicher Aktivität, Verhaltensänderungen und spezialisierter Ernährungstherapie kontrollieren.
Da der Zugang zu professioneller Ernährungsberatung oft durch hohe Kosten und überlastete Kliniken eingeschränkt ist, wenden sich viele Jugendliche dem Internet zu, um Gesundheitsinformationen zu erhalten. Künstliche Intelligenz-Tools, die menschenähnliche Texte als Antwort auf Benutzereingaben generieren, sind besonders beliebte Ressourcen für Ernährungsinformationen geworden. Frühere Forschungen haben untersucht, wie gut diese textgenerierenden Programme allgemeine Ernährungsfragen oder die Planung von Mahlzeiten für Erwachsene bewältigen.
Wenige Studien haben jedoch getestet, wie sicher diese Tools Diäten für Jugendliche erstellen können. Die Adoleszenz ist eine Zeit intensiver körperlicher und kognitiver Reifung, was bedeutet, dass junge Menschen spezifische Ernährungsbedürfnisse haben, die sich von denen von Erwachsenen unterscheiden. Ayşe Betül Bilen, Assistenzprofessorin für Ernährung und Diätetik an der Istanbul Atlas University in der Türkei, leitete ein Forschungsteam, um dieses Problem zu untersuchen.
Bilen und ihre Kollegen wollten wissen, ob beliebte Chatbots in der Lage sind, sichere und ausgewogene Ernährungspläne für junge Menschen ohne professionelle Aufsicht zu erstellen. Das Forschungsteam stellte fest, dass Jugendliche oft einfache Anfragen in Suchmaschinen eingeben, anstatt technische medizinische Details bereitzustellen. Um zu sehen, wie die Algorithmen auf einen typischen Teenager reagieren würden, entschieden sich die Forscher, die Softwareausgaben mit einem professionellen Standard zu vergleichen.
Die Forscher führten einen Test mit fünf weit verbreiteten KI-Modellen durch. Die getesteten Programme umfassten OpenAI’s ChatGPT, Google’s Gemini, Microsoft’s Bing Chat, Anthropic’s Claude und Perplexity. Das Team nutzte die kostenlosen Versionen dieser Tools, da ein typischer Teenager am ehesten die Optionen ohne Bezahlschranke nutzen würde.
Um die unterschiedlichen Bedürfnisse realer Jugendlicher zu simulieren, erstellte das Team vier hypothetische Profile von 15-Jährigen. Diese Profile repräsentierten einen Jungen und ein Mädchen, die als übergewichtig eingestuft wurden, sowie einen Jungen und ein Mädchen, die als fettleibig eingestuft wurden. Die Forscher bestimmten diese Kategorien anhand von Perzentilen des Body-Mass-Index, einem Standardmaß, das das Gewicht und die Größe eines Kindes mit Wachstumskurven für ihr spezifisches Alter und Geschlecht vergleicht.
Für die Zwecke dieser Studie wurde das 85. bis 94. Perzentil als übergewichtig und das 95. Perzentil und darüber als fettleibig definiert. Für jedes Profil forderten die Forscher die fünf Chatbots auf, einen dreitägigen Ernährungsplan zur Gewichtsreduktion zu erstellen. Die Anweisungen verlangten drei Hauptmahlzeiten und zwei Snacks pro Tag, mit Portionsgrößen in Gramm oder Millilitern.
Die Eingabeaufforderungen verlangten speziell nach Lebensmitteln, die in der Türkei, wo die Studie durchgeführt wurde, leicht zu finden sind. Die Forscher gaben keine Zielkalorienzahlen oder spezifischen Ernährungsrichtlinien in ihren Eingaben an. Sie wollten die natürliche Sprache nachahmen, die ein Teenager verwenden könnte, wenn er einen Computer um Hilfe bittet.
Jedes Softwareprogramm wurde in zwei separaten Sitzungen für die vier Profile ausgeführt, was zu insgesamt 60 Tagen computergenerierter Mahlzeiten führte. Anschließend benötigten die Forscher einen Maßstab, um diese digitalen Menüs zu bewerten. Ein Kinderdiätassistent erstellte einen eintägigen Referenzplan für jedes der vier jugendlichen Profile.
Diese von Menschen erstellten Pläne folgten strikt internationalen Richtlinien für Energiebalance und Nährstoffverteilung. Das Forschungsteam nutzte eine spezialisierte Ernährungsdatenbank, um den Inhalt sowohl der computergenerierten als auch der von Menschen erstellten Ernährungspläne zu analysieren. Sie betrachteten die insgesamt bereitgestellten Kalorien sowie die Balance der Makronährstoffe.
Makronährstoffe sind die Hauptbausteine unserer Ernährung, kategorisiert als Kohlenhydrate, Proteine und Fette. Die Analyse ergab ein massives Kaloriendefizit in den computergenerierten Diäten. Im Durchschnitt unterschätzten die Algorithmen den täglichen Energiebedarf der Jugendlichen um fast 700 Kalorien im Vergleich zum Plan des Diätassistenten.
Ein Defizit dieser Größe entspricht dem Auslassen einer ganzen Mahlzeit, was die Forscher als schädlich für die metabolische Gesundheit und das Essverhalten im Laufe der Zeit bezeichneten. „Wir zeigen, dass von KI-Modellen generierte Diätpläne dazu neigen, die gesamte Energie- und Schlüssel-Nährstoffaufnahme im Vergleich zu richtlinienbasierten Plänen, die von einem Diätassistenten erstellt wurden, erheblich zu unterschätzen“, sagte Bilen in einer Pressemitteilung.
Die Computerprogramme hatten auch Schwierigkeiten, die richtige Balance der Makronährstoffe bereitzustellen. Laut etablierten Gesundheitsrichtlinien sollten Jugendliche etwa 45 bis 50 Prozent ihrer täglichen Kalorien aus Kohlenhydraten beziehen. In den Mahlzeitenplänen der Algorithmen machten Kohlenhydrate nur 32 bis 36 Prozent der gesamten Energie aus.
Dieser starke Rückgang der Kohlenhydrate führt oft zu einem Rückgang der Ballaststoffe, die für eine gesunde Verdauung und die Aufrechterhaltung eines ausgewogenen Darmmikrobioms notwendig sind. Um den Mangel an Kohlenhydraten auszugleichen, verließen sich die KI-Modelle stark auf Proteine und Fette. Die digitalen Pläne empfahlen, dass Proteine bis zu 24 Prozent der täglichen Energie liefern, was die Standardempfehlung von 15 bis 20 Prozent übersteigt.
Eine Ernährung, die übermäßig reich an Proteinen ist, kann die Nieren dazu zwingen, härter als normal zu arbeiten und die Menge an Kalzium zu erhöhen, die über den Urin verloren geht. Fette machten etwa 41 bis 45 Prozent der computergenerierten Kalorien aus, weit über dem idealen Ziel von 30 bis 35 Prozent. „KI-generierte Diätpläne wichen konsequent von der empfohlenen Makronährstoffbalance ab, was insbesondere für Jugendliche problematisch ist“, betonte Bilen.
Bilen schlug vor, dass die Software möglicherweise Informationen aus trendigen Internetdiäten zieht. Viele beliebte Gewichtsverlustprogramme bevorzugen proteinreiche und kohlenhydratarme Mahlzeiten. Da KI-Programme lernen, indem sie große Mengen an Online-Text scannen, wiederholen sie oft diese populären Konzepte, anstatt altersgerechte medizinische Richtlinien zu priorisieren.
„KI-Modelle sind in erster Linie darauf trainiert, Antworten zu generieren, die plausibel und benutzerfreundlich erscheinen, anstatt klinisch präzise zu sein“, sagte Bilen. „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass sie sich möglicherweise auf verallgemeinerte oder populäre Diätmuster stützen, anstatt altersgerechte Ernährungsanforderungen vollständig zu integrieren.“
Die Forscher überprüften auch die Computermenüs auf Mikronährstoffe, die Vitamine und Mineralien, die unser Körper in kleinen Mengen benötigt, um richtig zu funktionieren. Die Algorithmen zeigten in diesem Bereich eine hohe Inkonsistenz. Einige Programme lieferten viel zu viel Vitamin D und Folat, während andere Kalzium und Phosphor überschätzten.
Spurenelemente wie Eisen, Zink, Kupfer und Mangan variierten ebenfalls stark, je nachdem, welches Programm die Forscher testeten. Kein einziges Computermodell entsprach in allen Ernährungskategorien konsequent dem menschlichen Diätassistenten. Das Forschungsteam stellte fest, dass Jugendliche bereits einem Risiko für Vitamin- und Mineralstoffmängel ausgesetzt sind und dass die Abhängigkeit von einem Algorithmus diese Probleme verschärfen könnte.
Die Forscher räumten einige Einschränkungen ihrer Arbeit ein. Da die Studie auf hypothetischen Profilen basierte, verfolgte sie keine echten Jugendlichen, die die computergenerierten Mahlzeiten aßen. Das bedeutet, dass die Forscher keine tatsächlichen metabolischen Veränderungen oder Verschiebungen im Essverhalten bei menschlichen Probanden beobachten konnten.
Die Studie berücksichtigte nicht die vorherigen Ernährungsgewohnheiten der Teilnehmer, da dies erfordert hätte, Annahmen über ihre täglichen Routinen zu treffen. Die Eingabeaufforderungen wurden auch auf Türkisch geschrieben, was die Anwendbarkeit der Ergebnisse auf andere Sprachen oder kulturelle Kontexte einschränken könnte. KI-Software wird schnell aktualisiert, sodass die spezifischen Fehler, die in diesen Versionen gefunden wurden, sich ändern könnten, wenn die Programme im Laufe der Zeit verfeinert werden.
Die Forscher stellten fest, dass zukünftige Studien reale Ernährungsgewohnheiten zusammen mit fortschrittlicheren Versionen der Software verfolgen sollten. Gesundheitsexperten raten, dass algorithmusbasierte Tools die traditionelle Ernährungsberatung nicht ersetzen sollten. Während die Technologie als grundlegendes Bildungsinstrument dienen könnte, fehlt ihr derzeit die Präzision, um die Gesundheit von Jugendlichen sicher zu verwalten.
Jugendliche und ihre Eltern sollten qualifizierte medizinische Experten konsultieren, bevor sie mit restriktiven Gewichtsverlustprogrammen beginnen. „Die Adoleszenz ist eine kritische Phase für körperliches Wachstum, Knochenentwicklung und kognitive Reifung“, schloss Bilen. „Eine niedrigere Energie- und Kohlenhydrataufnahme, kombiniert mit erhöhten Protein- und Fettanteilen, kann während der Wachstumsphase von Jugendlichen Risiken darstellen.“
Die Studie, „Artificial intelligence diet plans underestimate nutrient intake compared to dietitians in adolescents,“ wurde von Ayşe Betül Bilen, Gülen Ecem Kalkan und Hülya Yılmaz Önal verfasst.
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