Bron: https://www.scientias.nl/is-belangr...s-laatste-tijd/, Sientiast.nl, 1/04/2017

Meer dan 175 briljante geesten – waaronder tal van wetenschappers – bogen zich recent over die vraag. Een bloemlezing.


We zijn geneigd onszelf heel uniek en onderscheidend te vinden. Maar is dat wel zo?
Kurt Gray, universitair docent psychologie aan de University of North Carolina, weet wel wat in zijn ogen het belangrijkste wetenschappelijke nieuws van de laatste tijd is. De ontdekking dat wij mensen helemaal niet zo uitzonderlijk zijn. “Wij mensen zijn altijd overtuigd geweest van onze uitzonderlijkheid en van onze plek in het centrum van het heelal. Nog niet zo lang geleden zagen we onszelf als Gods favoriete schepsel, neergezet op de pas geschapen aarde, waaromheen alle andere hemellichamen rondcirkelden. We geloofden dat mensen fundamenteel verschilden van andere dieren en een niet te evenaren intelligentie bezaten. Op grond van die ideeën voelden we ons prettig en veilig, en daarom was het niet moeilijk erin te geloven. Alleen, het klopte niet. Copernicus en Galileo bewezen dat de zon, en niet de aarde, in het centrum van ons zonnestelsel lag. Charles Lyell bewees dat de aarde veel ouder was dan gedacht. Darwin bewees dat mensen niet fundamenteel verschilden van andere dieren. Al die wetenschappelijke ontdekkingen zetten vraagtekens bij onze veronderstelde uniekheid. En zelfs al waren mensen niets anders dan apen met een grote frontale cortex, dan nog konden we ons erop laten voorstaan dat we deel uitmaakten van een heel bijzondere club – de club van levende wezens. Ach, de schoonheid van het leven, de verscheidenheid aan planten, dieren, insecten en bacteriën…
“JEREMY ENGLAND, EEN AAN HET MIT VERBONDEN FYSICUS, PONEERT DAT ‘LEVEN’ NIET MEER IS DAN EEN ONVERMIJDELIJKE CONSEQUENTIE VAN DE WETTEN VAN DE THERMODYNAMICA”
Helaas wordt de uitzonderlijkheid van al wat leeft onderuitgehaald door een recente theorie. Jeremy England, een aan het MIT verbonden fysicus, poneert dat ‘leven’ niet meer is dan een onvermijdelijke consequentie van de wetten van de thermodynamica. Hij stelt dat levende systemen beter dan wat ook in staat zijn om energie te halen uit een externe bron: bacteriën, kevers en mensen zijn de efficiëntste manier om zonlicht te benutten. Volgens England houdt entropie in dat moleculen die lang genoeg onder een warmtebron verblijven uiteindelijk gaan metaboliseren, bewegen en zichzelf repliceren — met andere woorden: gaan leven. Toegegeven, dit proces kan miljarden jaren duren, maar in deze optiek verschillen levende wezens weinig van andere fysieke structuren die bewegen en zich repliceren na toevoeging van energie, zoals draaikolken in water (aangedreven door de zwaartekracht) en zandduinen in de woestijn (aangedreven door de wind). Door deze theorie van England vervaagt niet alleen de grens tussen levend en niet-levend, maar wordt bovendien de uitzonderlijkheid van de mens nóg verder ondermijnd. Hij suggereert dat de mens vooral heel goed is in het benutten en verbruiken van energie (en dat doen we dan ook vol enthousiasme) — een soort uitzonderlijkheid waar we niet persé trots op hoeven zijn…”

Kunstmatige intelligentie is de onschuld voorbij
De vraag in hoeverre de mens uniek is, is natuurlijk heel boeiend. Maar lang niet zo belangrijk als de ontwikkeling die kunstmatige intelligentie heeft doorgemaakt, vindt Luc Steels, onderzoeksprofessor aan het Catalaans Instituut voor Geavanceerde Studies (ICREA) in Barcelona. Want die ontwikkeling is pas echt ‘breaking news’ en tegelijkertijd een tikje verontrustend… “Voor mij is de belangrijkste doorbraak in 2016 niet zozeer een wetenschappelijk experiment in een of ander laboratorium of een theoretische oplossing voor een wetenschappelijke puzzel. Het is de vaststelling dat artificiële intelligentie (AI) niet alleen zijn weg heeft gevonden naar een onnoemelijk aantal toepassingen, maar ook dat de gevaren bij oneigenlijk gebruik van AI plotseling erg duidelijk zijn geworden. Was er dan een technische doorbraak in AI-toepassingen? Niet echt. Deep learning wordt genoemd als de cruciale doorbraak, maar deze techniek dateert in feite al uit de jaren tachtig. Wat nieuw is, is dat er nu immens veel meer data zijn, onnoemelijk meer rekenkracht is en bedrijven, organisaties en mensen bereid zijn om artificiële intelligentie te aanvaarden als voldoende nuttig om hen te helpen. Helaas worden daarbij dikwijls de toch wel erg grote limieten van de AI over het hoofd gezien.


Er zijn twee wegen naar AI: een kennisgebaseerde weg en een patroongebaseerde weg. De kennisgebaseerde weg probeert een model te maken van een stuk menselijke expertise, bijvoorbeeld een manier om een probleem op te lossen, en vertaalt dit dan naar computerprogramma’s. Het voordeel van deze methode is dat deze programma’s voor ons begrijpbaar blijven. We kunnen vragen waarom ze tot een bepaald besluit komen en die programma’s chirurgisch veranderen als er iets niet klopt. De patroongebaseerde weg, die nu zo’n furore maakt, bouwt op statistiek en patroonherkenning. Het vertrekt van een grote hoeveelheid gegevens en leidt hieruit werkerende patronen af. Die programma’s proberen dan te voorspellen hoe de toekomst er gaat uitzien door het veralgemenen van de patronen. Op de vraag of iemand kanker heeft bijvoorbeeld, zal het programma ‘ja’ antwoorden als de symptomen eerder voorkwamen bij personen die ook effectief kanker bleken te hebben. Het voordeel van deze methode is dat er geen menselijke expertise aanwezig hoeft te zijn of dat bestaande expertise niet eerst nauwgezet gemodelleerd hoeft te worden – een moeilijk en tijdrovend proces. Het volstaat om voldoende data te hebben en dan aan de slag te gaan met statistische algoritmen en parameters tot het statistisch model voldoende past met de beschikbare data. Het nadeel is wel dat het programma geen echte kennis heeft over het domein. Het is zoals een idiot savant die een situatie herkent en daarop reageert op basis van vroegere ervaringen, maar niet begrijpt waarom een fenomeen zich voordoet. In het geval van medische diagnose, bijvoorbeeld, weet het programma niet echt wat kanker eigenlijk is, hoe kanker ontstaat en zich uitbreidt, waarom bepaalde symptomen iets met kanker te maken hebben, welke mechanismen de wildgroei van cellen kunnen stoppen, enzovoort.


De zelfrijdende Uber. Afbeelding: Uber.
Wat zijn dan de gevaren die hieruit volgen? Het grootste gevaar is dat de toepassing van AI veel verder gaat dan wat de technologie op dit moment echt aankan. Het is wellicht riskant, maar misschien nog net doenbaar, om een auto autonoom over de snelweg te laten rijden, maar als een autonome Uber-auto in een stad met voetgangers en allerlei obstakels begint rond te rijden en daarbij het rode licht negeert, of het licht gewoon niet ziet, dan is dit bangelijk. En het is nog meer bangelijk en onaanvaardbaar dat de reactie van het bedrijf in kwestie is dat niet de technologie maar de mens fout zit, of – nog erger – dat de verkeersregels de oorzaak zijn van het probleem en dat deze dus maar opzijgezet moeten worden in de naam van innovatie.

“HET GROTE PUBLIEK IS BLIJKBAAR OP DIT MOMENT BEREID OM EEN ZEER GROOT VERTROUWEN TE GEVEN AAN AI-TOEPASSINGEN – EEN VERTROUWEN DAT ZE, ALTHANS IN MIJN OGEN, NIET VERDIENEN”
Het intense gebruik van patroongebaseerde AI geeft op het eerste gezicht de indruk dat we met een intelligent systeem te doen hebben, maar het kan snel mislopen. Zo is er bijvoorbeeld het verhaal van een zesjarig kind dat aan Amazon Echo vraagt om poppenhuisje met haar te spelen en daarbij vraagt of het een poppenhuis kan krijgen. Prompt wordt er zo’n poppenhuis besteld en thuisgeleverd, voor 160 euro – verbazing bij de ouders, maar kassa voor Amazon. Toen dit verhaal daarna op televisie kwam, ging de Amazon Echo bij iedereen die thuis naar het programma zat te kijken nog eens voor elk van hen poppenhuizen bestellen. Het probleem hier is een gebrek aan inzicht in de context waarin iets gezegd wordt en door wie er gesproken wordt. Een andere gebruiker vertelde dat hun Amazon Echo een shoppinglijst met 150.000 flessen shampoo aanmaakte omdat het spraakherkenningssysteem er even naast zat, of een sledehond leverde omdat het systeem ergens een verkeerde redenering had gemaakt. Het grote publiek is blijkbaar op dit moment bereid om een zeer groot vertrouwen te geven aan AI-toepassingen – een vertrouwen dat ze, althans in mijn ogen, niet verdienen. Het helpt ook niet dat de fouten van AI-systemen, die zich nu bij de vleet voordoen, door de desbetreffende firma’s worden afgeschilderd als kinderziekten, in plaats van dat die firma’s de limieten duidelijk maken, en zo gebruikers behoeden.

“DE BEHOEFTE AAN AI IS ONMISKENBAAR OMDAT DOOR DE BEVOLKINGSEXPLOSIE EN DE ENORM TOEGENOMEN COMPLEXITEIT VAN ONZE WERELD VEEL PROBLEMEN NIET LANGER BEHEERSBAAR ZIJN MET MENSELIJKE INTELLIGENTIE ALLEEN”
En natuurlijk wordt het allemaal veel erger als deze patroongebaseerde programma’s beslissingen gaan treffen over verzekeringen, een juridische strafmaat, kredietwaardigheid, of wanneer ze een selectie maken van welk ‘gepersonaliseerd’ nieuws we te zien krijgen op onze sociale media. Het is ondertussen onbetwistbaar aangetoond dat dit laatste leidt tot polarisering omdat mensen zo terechtkomen in een ‘informatiebubbel’ waar ze alleen nog dingen te zien krijgen die passen in hun beperkte denkwereld, en tot schaamteloze manipulatie doordat aan een deel van de bevolking bepaalde boodschappen worden verstrekt en een ander deel net het tegenovergestelde krijgt voorgeschoteld. De behoefte aan AI is onmiskenbaar omdat door de bevolkingsexplosie en de enorm toegenomen complexiteit van onze wereld veel problemen niet langer beheersbaar zijn met menselijke intelligentie alleen. Maar er moet dringend grondig fundamenteel onderzoek komen naar hoe toepassingen van de artificiële intelligentie toerekeningsvatbaar gemaakt kunnen worden, hoe ze veilig, robuust, en betrouwbaar kunnen zijn, en vooral… meer intelligent.”

OVER CRISPR
CRISPR is bedacht door de natuur: bacteriën gebruiken de methode al heel lang om zich te beschermen tegen virussen. Zodra een virus een bacterie binnendringt (zie afbeelding hierboven), integreert de bacterie het DNA van dit virus in een bijzondere DNA-sequentie die onderzoekers Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (kortweg: CRISPR) noemen. Vervolgens maakt de bacterie RNA aan dat een kopie van het DNA van het virus bevat. Dat RNA wordt opgenomen door een enzym dat kortweg Cas (CRISPR-associated proteins) wordt genoemd. Deze enzymen laten zich door het RNA (ook wel guide-RNA genoemd) naar het virus loodsen. Eenmaal daar aangekomen, knipt het enzym het DNA van het virus in stukjes, waardoor het virus zich niet meer kan vermenigvuldigen. De afgelopen jaren hebben onderzoekers ontdekt dat Cas-enzymen in feite het DNA van elk organismen kunnen knippen. Dus ook dat van de mens. En onderzoekers kunnen heel nauwkeurig bepalen waar er geknipt moet worden. Door in DNA te knippen, kunnen genen uitgeschakeld worden of ‘foute stukjes’ gen vervangen worden door een ‘goed stukje gen’.
Designermensen
Mark Pagel, Hoogleraar evolutionaire biologie aan de University of Reading, komt op de vraag wat het belangrijkste wetenschappelijke nieuws van de laatste tijd is, met een heel andere respons: designermensen. “Het gebruik van CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats)-technieken om doelgericht genen te herschrijven betekent dat het genoom van een organisme op een willekeurige plaats kapot kan worden geknipt en vervolgens kan worden gewijzigd. Deze techniek heeft potentieel zulke verstrekkende implicaties dat ze een geliefd onderwerp op radio en tv is geworden en de term ‘krisper’ vaak wordt gehoord buiten wetenschappelijke kringen. Waarom ook niet? Opeens beschikken wetenschappers en biotechnologen over een methode om designerorganismen te maken. De eerste echte successen van de techniek – in gist, vissen, vliegen en zelfs in enkele apen – zijn met gejuich begroet. Maar iedereen denkt uiteraard aan de toepassing in de mens. Door genen te modificeren in ei- of spermacellen van ouders in spe kunnen er baby’s worden ‘ontworpen’ met een bepaalde wenselijke eigenschap (of juist zonder een bepaalde onwenselijke eigenschap). Door vroeg in de embryonale ontwikkeling genen te herschrijven – wanneer slechts enkele cellen de voorzaten van alle cellen in ons lichaam worden – kunnen dezelfde ontwerpkenmerken in de volwassen cellen worden verkregen. Stel je voor: de ziekte van Huntington, sikkelcelanemie, taaislijmziekte en een hele verzameling andere erfelijke aandoeningen worden uitgeroeid. Maar hoe zit het met wenselijke eigenschappen: de kleur van de ogen en het haar, de persoonlijkheid, het temperament en zelfs de intelligentie? De eerste uit dat rijtje ligt al binnen handbereik van CRISPR. De andere worden waarschijnlijk slechts gedeeltelijk bepaald door de genen, en dan ook nog door tientallen en mogelijk honderden genen. Maar wie weet lukt het ons om ook die dingen te ontrafelen.

“HET VERZET TEGEN HET ONTWERPEN VAN MENSEN ZAL AFNEMEN”
De verrassende vooruitgang die de laatste twintig jaar is geboekt in de genomica en de biotechnologie is nog niet ten einde. Er is reden om aan te nemen dat er op termijn veel kennis beschikbaar zal zijn over de invloed van genen op veel van de eigenschappen die we zouden willen uitroeien of zouden willen introduceren in mensen. Wij maken het zelf misschien niet meer mee, maar onze kinderen wel. De CRISPR-gemeenschap is zich hier terdege van bewust. Er zijn al stemmen opgegaan om de toepassing van de techniek in mensen voorlopig te verbieden. Maar dat gebeurde in het begin ook bij IVF, hoewel in dat geval niet al die stemmen uit de wetenschappelijke gemeenschap kwamen. Het punt is dat we eerder geneigd zijn technologische ontwikkelingen te accepteren naarmate die technieken meer bekendheid krijgen. Het huidige moratorium op het gebruik van CRISPR-technieken in mensen zal waarschijnlijk niet lang duren. De techniek is opmerkelijk accuraat en betrouwbaar, en we staan nog maar aan het begin. De CRISPR-techniek zal zeker verder worden verfijnd, en er zal worden aangetoond dat ze van waarde kan zijn bij het terugdringen van bijvoorbeeld landbouw- en milieuproblemen. Hierdoor zal ons verzet tegen het ontwerpen van mensen afnemen. CRISPR is al met succes toegepast in gekweekte menselijke cellijnen. De eerste werkelijk en verregaand ontworpen mensen zijn geen sciencefiction meer; ze staan voor de deur te wachten tot we hen binnenlaten.”

Mening:
Ik ben erg blij dat ik dit artikel gevonden heb. Het kan op ontelbare manieren geïntegreerd worden tijdens de lessen Natuurwetenschappen, Biologie en Fysica.
- Evolutietheorie. Alles start van enkele moleculen die dan, door evolutie, levende organismen vormen. Daarnaast geeft men ook aan dat mensen niet zo verschillen met de apen. Het is dus een mooi voorbeeld om de start van de evolutietheorie mee te beginnen (start bij een molecule) en ook om mee af te sluiten (eindigen bij de mens).
- Wat is DNA? Genetische biodiversiteit (2de jaar natuurwetenschappen). Dit artikel kan gebruikt worden om aan te tonen dat het DNA alles verteld over ons lichaam. Gaande van ziektes tot de kleur van je haren. Om taalintegrerend te werken kan ik dit het deel ‘Disignermensen’ voorlezen aan de klas en de leerlingen hierover laten discuteren. Wie vind CRISPR goed, wie niet?
- Als eerste les van het jaar waarbij de vraag kan gesteld worden “waarom is wetenschap zo interessant?’’. Hierbij kan de leerkracht aangeven dat wetenschap de mens kan helpen op technologisch vlak. Wetenschap is immers de start van alle technologische snufjes die wij dagelijks gebruiken.