Shutterstock
Het jaar is 2030 en we zijn op ’s werelds grootste tech-conferentie, CES in Las Vegas. Een menigte is verzameld om te kijken hoe een groot techbedrijf zijn nieuwe smartphone onthult. De CEO komt het podium op en kondigt de Nyooro aan, met de krachtigste processor die ooit in een telefoon is gezien. De Nyooro kan een verbluffende quintiljoen bewerkingen per seconde uitvoeren, wat duizend keer sneller is dan de smartphonemodellen in 2020. Hij is ook tien keer energiezuiniger met een batterij die tien dagen meegaat.
Een journalist vraagt: “Welke technologische vooruitgang maakte zo’n enorme prestatiewinst mogelijk?” De directeur antwoordt: “We hebben een nieuwe biologische chip gemaakt met in het lab gekweekte menselijke neuronen. Deze biologische chips zijn beter dan siliciumchips omdat ze hun interne structuur kunnen veranderen, zich kunnen aanpassen aan het gebruikspatroon van een gebruiker en tot enorme efficiëntiewinsten kunnen leiden.”
Een andere journalist vraagt: “Zijn er geen ethische bezwaren tegen computers die menselijke hersenen gebruiken?”
Hoewel de naam en het scenario fictief zijn, is dit een vraag die we nu onder ogen moeten zien. In december 2021 kweekte het in Melbourne gevestigde Cortical Labs groepen neuronen (hersencellen) die werden verwerkt in een computerchip. De resulterende hybride chip werkt omdat zowel hersenen als neuronen een gemeenschappelijke taal delen: elektriciteit.
In siliciumcomputers reizen elektrische signalen langs metalen draden die verschillende componenten met elkaar verbinden. In hersenen communiceren neuronen met elkaar via elektrische signalen over synapsen (knooppunten tussen zenuwcellen). In het Dishbrain-systeem van Cortical Labs worden neuronen gekweekt op siliciumchips. Deze neuronen fungeren als de draden in het systeem, die verschillende componenten met elkaar verbinden. Het grote voordeel van deze aanpak is dat de neuronen van vorm kunnen veranderen, groeien, zich vermenigvuldigen of afsterven naar gelang van de eisen van het systeem.
Dishbrain zou sneller dan conventionele AI-systemen het arcadespel Pong kunnen leren spelen. De ontwikkelaars van Dishbrain zeiden: “Zoiets als dit heeft nog nooit bestaan… Het is een geheel nieuwe manier van zijn. Een samensmelting van silicium en neuronen.”
Cortical Labs gelooft dat zijn hybride chips de sleutel kunnen zijn tot het soort complexe redeneringen dat de huidige computers en AI niet kunnen produceren. Koniku, een andere start-up die computers maakt van in het laboratorium gekweekte neuronen, gelooft dat hun technologie een revolutie teweeg zal brengen in verschillende sectoren, waaronder landbouw, gezondheidszorg, militaire technologie en luchthavenbeveiliging. Andere soorten organische computers bevinden zich eveneens in een vroeg stadium van ontwikkeling.
Hoewel siliciumcomputers de samenleving hebben veranderd, worden zij nog steeds overtroffen door de hersenen van de meeste dieren. Het brein van een kat bevat bijvoorbeeld 1.000 keer meer gegevensopslag dan een gemiddelde iPad en kan deze informatie een miljoen keer sneller gebruiken. Het menselijk brein, met zijn triljoenen neurale verbindingen, is in staat 15 quintiljoen bewerkingen per seconde uit te voeren.
Dit kan vandaag de dag alleen worden geëvenaard door enorme supercomputers die enorme hoeveelheden energie gebruiken. Het menselijk brein verbruikt slechts ongeveer 20 watt energie, ongeveer evenveel als nodig is om een gloeilamp van energie te voorzien. Er zouden 34 kolencentrales nodig zijn die 500 megawatt per uur opwekken om dezelfde hoeveelheid gegevens op te slaan als in één menselijk brein in moderne gegevensopslagcentra.
Het zou een enorme hoeveelheid energie kosten om de data van één menselijk brein op te slaan.
Shutterstock
Bedrijven hebben geen hersenweefselmonsters van donoren nodig, maar kunnen gewoon de neuronen die ze nodig hebben in het lab kweken uit gewone huidcellen met behulp van stamceltechnologieën. Wetenschappers kunnen cellen uit bloedmonsters of huidbiopten engineeren tot een type stamcel dat vervolgens elk celtype in het menselijk lichaam kan worden.
Dit roept echter vragen op over de toestemming van donoren. Weten mensen die weefselmonsters afstaan voor technologisch onderzoek en ontwikkeling, dat dit gebruikt kan worden om neurale computers te maken? Moeten zij dit weten opdat hun toestemming geldig zou zijn?
Mensen zullen ongetwijfeld veel meer bereid zijn om huidcellen voor onderzoek te doneren dan hun hersenweefsel. Een van de belemmeringen voor hersendonatie is dat de hersenen worden gezien als verbonden met je identiteit. Maar in een wereld waarin we mini-hersenen kunnen kweken uit vrijwel elk celtype, heeft het dan wel zin om dit soort onderscheid te maken?
Als neurale computers gemeengoed worden, zullen we worstelen met andere kwesties rond weefseldonatie. In het onderzoek van Cortical Lab met Dishbrain ontdekten ze dat menselijke neuronen sneller leerden dan neuronen van muizen. Zouden er ook verschillen in prestaties kunnen zijn, afhankelijk van wiens neuronen worden gebruikt? Zouden Apple en Google in staat zijn om bliksemsnelle computers te maken met behulp van neuronen van onze beste en slimste mensen van vandaag? Zou iemand in staat zijn weefsels van overleden genieën als Albert Einstein te bemachtigen om gespecialiseerde neurale computers in beperkte oplage te maken?
Dergelijke vragen zijn zeer speculatief, maar raken aan bredere thema’s van uitbuiting en compensatie. Denk aan het schandaal rond Henrietta Lacks, een Afro-Amerikaanse vrouw wier cellen zonder haar medeweten en toestemming op grote schaal werden gebruikt in medisch en commercieel onderzoek.
Henrietta’s cellen worden nog steeds gebruikt in toepassingen die enorme bedragen aan inkomsten opleveren voor farmaceutische bedrijven (waaronder recentelijk voor de ontwikkeling van COVID-vaccins. De familie Lacks heeft nog steeds geen enkele vergoeding ontvangen. Als de neuronen van een donor uiteindelijk worden gebruikt in producten zoals de denkbeeldige Nyooro, zouden zij dan recht moeten hebben op een deel van de winst die met deze producten wordt gemaakt?
Een andere belangrijke ethische overweging voor neurale computers is de vraag of zij een vorm van bewustzijn zouden kunnen ontwikkelen en pijn zouden kunnen ervaren. Zouden neurale computers meer geneigd zijn ervaringen op te doen dan siliciumcomputers? In het Pong-experiment wordt Dishbrain blootgesteld aan lawaaierige en onvoorspelbare stimuli wanneer het een antwoord fout geeft (de peddel mist de bal), en aan voorspelbare stimuli wanneer het een antwoord goed geeft. Het is op zijn minst mogelijk dat een dergelijk systeem de onvoorspelbare stimuli als pijn gaat ervaren, en de voorspelbare stimuli als plezier.
Chief scientific officer Brett Kagan van Cortical Labs zei:
Volledig geïnformeerde toestemming van de donor is van het grootste belang. Elke donor moet de mogelijkheid hebben om een overeenkomst te sluiten voor compensatie als onderdeel van dit proces en hun lichamelijke autonomie moet worden gerespecteerd zonder dwang.”
Zoals onlangs in een studie is besproken, is er geen bewijs dat neuronen op een schotel enige kwalitatieve of bewuste ervaring hebben, zodat zij niet van streek kunnen zijn en zonder pijnreceptoren geen pijn kunnen voelen. Neuronen zijn geëvolueerd om allerlei soorten informatie te verwerken – volledig ongestimuleerd blijven, zoals momenteel overal ter wereld in laboratoria wordt gedaan, is geen natuurlijke toestand voor een neuron. Het enige wat dit werk doet, is neuronen in staat stellen zich te gedragen zoals de natuur het op hun meest basale niveau bedoeld heeft.
Mensen hebben duizenden jaren lang dieren gebruikt om fysieke arbeid te verrichten, ondanks dat dit vaak tot negatieve ervaringen voor de dieren leidde. Zou het gebruik van organische computers voor cognitieve arbeid ethisch problematischer zijn dan het gebruik van een os om een kar te trekken?
We bevinden ons in de beginfase van neurale informatica en hebben tijd om deze kwesties te doordenken. We moeten dat doen voordat producten als de “Nyooro” van science fiction naar de winkels gaan.
Julian Savulescu consulteert voor Bayer Bioethics Committee. Hij ontvangt onderzoeksgelden van de Uehiro Foundation on Ethics and Education, de MRFF, de Australian Research Council en de Wellcome Trust. Hij is partner-onderzoeker in een beurs die medegefinancierd wordt door Illumina, maar ontvangt of controleert deze fondsen niet persoonlijk.
Christopher Gyngell ontving via zijn connectie met het Murdoch Children's Research Institute financiering van de Victoriaanse staatsregering via het Operational Infrastructure Support Program. Hij ontvangt ook financiering van het Medical Research Future Fund.
Tsutomu Sawai ontvangt financiering van de AMED Grant Number JP21wm0425021, de JSPS KAKENHI Grant 21K12908, en de Mitsubishi Foundation. Hij is een geassocieerd onderzoeker van het Institute for the Advanced Study of Human Biology (ASHBi), Kyoto University.
