Why I'm turning my son into a cyborg

Stel je voor dat iedereen een taal spreekt die jij niet begrijpt. Het is geen vreemde taal—het wordt al om je heen gesproken sinds de dag dat je geboren bent—maar terwijl iedereen het meteen begrijpt, betekent het voor jou niets. Anderen raken gefrustreerd over jou. Vriendschappen en banen, gewoon "normaal" zijn, lijken spreekvaardigheid te veronderstellen. Voor velen met autisme is dit de taal van emotie. Voor mensen in het spectrum komt het begrijpen van gezichtsuitdrukkingen niet vanzelf, zoals bij "neurotypische" mensen—het lezen van gezichtsuitdrukkingen is een superkracht. Dus toen mijn zoon de diagnose kreeg, reageerde ik niet alleen als moeder—ik reageerde als een gekke wetenschapper en bouwde hem een superkracht.

Maar geen enkele gestoorde wetenschapsmoeder zou daar stoppen. Toen bij hem diabetes type 1 werd vastgesteld, hackte ik zijn insulinepomp en bouwde ik een AI die leerde zijn insuline af te stemmen op zijn emoties en activiteiten. Ik heb ook neurotechnologieën verkend om zicht, gehoor, geheugen, creativiteit en emoties te verbeteren. Tijgermoeders maken zich misschien druk over de "juiste" voorbereidende scholen en buitenschoolse activiteiten voor hun kind, maar ik zeg: waarom hun succes aan het toeval overlaten? En als ik mijn zoon in een cyborg verander en de definitie van wat het betekent om mens te zijn verander, hoe zal jouw kind ooit kunnen concurreren?

Jaren geleden, tijdens mijn allereerste machine learning-project als bachelorstudent, hielp ik mee aan het bouwen van een systeem voor realtime leugendetectie op basis van ruwe video. (Het werd natuurlijk gesponsord door de CIA. Dacht je dat ik een grapje maakte over dat "gekke wetenschapper"-gedoe?) De AI die we ontwikkelden, leerde de gezichtsuitdrukkingen van mensen op camera te herkennen en hun emoties af te leiden. Voor dit project ging ik ervan uit dat ik een lange carrière in de neurowetenschappen zou doorbrengen met het plaatsen van elektroden in hersenen, maar het zien van onze algoritmen die zo'n fundamenteel menselijke taak leerden, maakte me verslaafd aan het samen bestuderen van natuurlijke en kunstmatige intelligentie.

Snel vooruit door 10 jaar van mijn academische carrière (neurale codering en cyborgs) en mijn eerste paar startups (AI voor onderwijs en banen), en ik had een reputatie opgebouwd als de gekke dame die streefde naar " het maximaliseren van menselijk potentieel". Toen de noodlottige Google Glass, een draagbare smartphone vermomd als een bril, werd gelanceerd door een paar mannen uit een luchtballon te gooien, werd ik uitgenodigd om ideeën te verkennen voor wat ermee gedaan zou kunnen worden, buiten sociale mediaberichten en familievideo's.

Voor een vrouw die cyborgs wilde bouwen, was er zoveel potentieel.

Samen met zijn rekenkracht had Glass een live camera, een head-up display en een combinatie van spraak- en hoofdbesturing. Gebaseerd op dat oude CIA-project en mijn jaren van onderzoek naar machine learning, bouwde ik gezichts- en expressieherkenningssystemen voor Glass. (In werkelijkheid werd de belabberde kleine processor heet als een bom, en daarom vereiste het systeem een extra computer die op de rug van de gebruiker werd vastgemaakt – niet bepaald Iron Man.)

Ik kon de gezichten van mensen lezen met deze augmented reality-bril—en nog zoveel meer verschrikkelijke dingen. Ik kon een kamer scannen, gezichtsuitdrukkingen lezen en nepglimlachen signaleren (LA en DC, ik kijk naar jullie), hun kredietscores opvragen, of hun Facebook- of Grindr-accounts openen (of Ashley Madison voor CFO's). De scène zou zich kunnen afspelen als een aflevering van Black Mirror waarbij Glass mijn acties aanstuurde om de emotionele kwetsbaarheden van anderen uit te buiten. Maar ik was niet geïnteresseerd in het verkennen van de twijfelachtige of ronduit angstaanjagende toepassingen van Glass. Ik wilde gewoon kinderen zoals mijn zoon meer inzicht geven in de mensen om hen heen.

In 2013 bouwde ik een proof of concept-systeem. Gebaseerd op onderzoek uit een van mijn academische labs, herkende ons systeem de gezichtsuitdrukking van de persoon ervoor en schreef vervolgens de emotie op het kleine heads-up scherm, waardoor een persoon met autisme gemakkelijker kon waarnemen of de persoon voor hen blij, verdrietig, boos was, en meer. Gewoon Glass dragen terwijl ze doorgingen met alledaagse sociale interacties met anderen, stelde deze kinderen in staat om die geheime taal van gezichtsuitdrukkingen te leren. De state of the art in emotieherkenningstraining voor personen met autisme blijft cartoongezichten op flashcards. Hier is een lachend gezicht; hier is een sip gezicht. Maar onze hersenen verwerken de contextuele informatie van de natuurlijke wereld anders dan deze statische, kunstmatige signalen.

Het onderzoek is door de jaren heen doorgegaan en heeft veel van de oorspronkelijke beperkingen overwonnen. Voor veel kinderen zijn deze systemen meer dan een prothese—ze helpen hen daadwerkelijk bij het leren van deze geheime taal. Een team van Stanford heeft aangetoond dat deze technologieën hun herkenning van uitdrukkingen kunnen verbeteren, zelfs als ze het niet dragen. En het meest verrassende was de ontdekking dat het hielp bij het ontwikkelen van hun empathie. Leren dat een glimlach geluk betekent van een flashcard leert niets over waarom mensen gelukkig zijn. Hetzelfde leren door natuurlijke sociale interactie helpt daadwerkelijk bij het opbouwen van theory of mind, een andere geheime taal waarvan wordt gedacht dat deze ontbreekt bij personen met autisme.

Mijn zoon is nogal geweldig, en hoe meer ik experimenteerde, hoe meer ik besefte dat ik zijn autisme niet wilde "genezen". Ik wilde hem en zijn prachtige verschillen niet kwijtraken. SuperGlass werd een hulpmiddel om te vertalen tussen zijn belevingswereld en de onze, een hulpmiddel om deze kinderen te helpen navigeren in een soms vreemde wereld. In een tijdperk waarin sukkels zoals ik AI's bouwen om een steeds groter scala aan complexe en geavanceerde menselijke taken uit te voeren, is jouw waarde voor de wereld wat jou anders maakt. Hoe anders je bent, hoe waardevoller. Mijn zoon is onbetaalbaar.

Ik wil een wereld bouwen waarin iedereen superkrachten heeft. Ik ging naar de graduate school en vertelde medestudenten “Ik wil cyborgs bouwen” (en ze schoven letterlijk bij me vandaan uit angst dat mijn gekte op hen zou overslaan). Ik onderzocht wat het zou betekenen als protheses direct met je hersenen konden communiceren, een vakgebied dat nu bekend staat als “neuroprotheses”. Al vandaag veranderen veel neuroprotheses het leven van mensen: cochleaire implantaten voor doofheid, retinale implantaten voor blinden, motorische neuroprotheses voor verlamden, en diepe hersenstimulatie voor een behoorlijk uitzonderlijk scala aan aandoeningen, waaronder depressie en Parkinson.

Mijn eerste project in neuroprothetica vond plaats tijdens mijn masteropleiding aan Carnegie Mellon. Mijn begeleider en ik ontwikkelden een machine learning-algoritme dat leerde te horen door simpelweg te "luisteren" naar de geluiden die we opnamen in de parken rond Pittsburgh (een van de vreemdste en meest onderschatte steden in de VS). Terwijl het luisterde, leerde het algoritme geleidelijk steeds meer te horen, door subtiel miljoenen interne berekeningen aan te passen om meer betekenis te geven aan zijn auditieve wereld.

Ik begon me af te vragen of we een AI-gestuurd cochleair implantaat konden bouwen, een neuroprothetisch oor dat het gehoor herstelt bij sommige vormen van doofheid. Onze experimenten toonden aan dat het algoritme de spraakperceptie voor gebruikers van deze implantaten sterk verbeterde. Het was de eerste keer dat ik iets had gebouwd dat iemands leven kon veranderen en ik wist dat dit was hoe ik de rest van mijn leven zou doorbrengen. Maar het was ook een introductie in de rommelige complexiteit van wat een "beter" leven maakt. Als naïef horend persoon was het nooit bij me opgekomen dat iemand voor doofheid zou kiezen, maar ik leerde dat sommige delen van de dovengemeenschap cochleaire implantaten beschouwen als genocide: van hun unieke talen, van hun manier van leven, van wie ze zijn. En toch is er ook bewijs dat baby's die implantaten krijgen niet alleen leren horen, maar dat het zelfs de cognitieve functie verhoogt. Net als bij autisme word ik vaak geconfronteerd met het dilemma van het "genezen" van mensen van wie ze zijn versus hen de tools geven om die rijke verschillen met de wereld te delen.

Deze dilemma krijgt nog meer urgentie wanneer ik opbiecht dat mijn specifieke onderzoeks- en ontwikkelingsgebied cognitieve neuroprotheses is: apparaten die direct met de hersenen interfacen om ons geheugen, aandacht, emotie en nog veel meer te verbeteren. Voor velen roept het idee van computers die in onze hersenen worden gepropt sciencefictionnachtenmerries op zoals de Borg uit Star Trek of de mensachtige machines uit The Terminator. Hoewel mijn eigen werk mij in heel andere richtingen leidt dan deze duistere verhalen, is het waar dat neuroprotheses al beginnen met het veranderen van de definitie van wat het betekent om "mens" te zijn, en het eindresultaat van deze verkenningen van de menselijkheid is helemaal niet duidelijk.

In veel gevallen is wat het betekent om mens te zijn tragisch. Kinderen met traumatisch hersenletsel (THL) zijn vaak verwoest door hun verwondingen en lijden onder langdurige mentale en fysieke uitdagingen. Klinische video's van kinderen en volwassenen die tranen met tuiten worstelen met taken die vroeger triviaal waren, zijn hartverscheurend. Velen van hen met THL hebben moeite met hun werkgeheugenspanne, wat ongeveer aangeeft hoeveel “brokken” informatie een bepaalde persoon op een willekeurig moment kan onthouden. Het werkgeheugen speelt een aanzienlijke rol in onderwijsprestaties, levensincome, en zelfs gezondheid en levensduur. Als we weten dat we een verschil kunnen maken, is het dan niet net zo moreel riskant om een auto-ongeluk, een val of zelfs armoede dat toekomstperspectief van een kind te laten afnemen als ongecontroleerde versterking?

Bij mijn gekke-wetenschapsincubator, Socos Labs, werken we samen met neurotech-startups zoals HUMM en Cognixion om een verschil te maken in het leven van deze kinderen. HUMM heeft een draagbare hoofdband ontwikkeld die elektrische signalen verzendt die de verbindingen tussen de prefrontale cortex en de rest van de hersenen versterken. De technologie maakt gebruik van transcraniële wisselstroomstimulatie (tACS) om de verbinding tussen de frontale delen van de cortex (cruciaal voor het werkgeheugen) en meer posterieure hersengebieden te versterken. De stimulatie zorgt voor verbeteringen in multitaskingprestaties, aandacht en werkgeheugencapaciteit.

In een recent experiment konden volwassenen die het oude "Simon"-spel speelden, waarbij je de volgorde van steeds langere patronen van lichten en geluiden moet onthouden, de lengte van de reeks die ze regelmatig konden onthouden met 20% verhogen vergeleken met een nepstimulatie. En in een ander recent experiment verbeterde vergelijkbare stimulatie het werkgeheugen bij senioren die cognitieve achteruitgang ervaren. Deze technologie zou een enorme impact kunnen hebben op een kind met een TBI en anderen die worstelen met werkgeheugenuitdagingen. Als een niet-invasief apparaat in combinatie met intensieve therapie hun kansen op een langer en rijker leven zou kunnen verbeteren, zou geen enkele liefdevolle samenleving hen deze kans mogen ontzeggen. Een aanhoudende 20% toename van het werkgeheugen zou de academische en economische levensresultaten voor zovelen veranderen. Net als bij al onze projecten bij Socos Labs, dekken wij alle kosten en geven wij onze ontdekkingen weg—een redelijke investering in een wereld waarin elk kind de kans krijgt zijn eigen levensverhaal te schrijven.

Het zou opzettelijk naïef zijn om te denken dat onderzoek naar neuroprotheses eindigt bij deze kinderen of bij mensen die lijden aan dementie. Als deze technologieën functies kunnen verbeteren voor deze andersvaliden, zullen ze onvermijdelijk op een dag hetzelfde doen voor de rest van ons neurotypischen (een technische term die betekent “jouw hersenen zijn saai”). Studenten in de VS experimenteren al met medicijnen zoals ritalin en adderall om hun academische resultaten te verbeteren, en ouders zijn vaak bereidwillige deelnemers, ook al zijn de voordelen misschien een illusie. De druk om te presteren is zo groot, en de angst om onze bevoorrechte plaats in de sociaal-economische hiërarchie te verliezen zo intens, dat het hyperconcurrentie in het onderwijs en op de werkvloer aanjaagt.

Bij Socos Labs verzinnen we niet zomaar "superkrachten" (hoe verdomd cool dat ook is!), we onderzoeken hoe deze technologieën ongelijkheid en andere onbedoelde gevolgen aanjagen. De kernvraag voor velen die AI en neuroprotheses uitvinden is meestal: "Welk meest geïdealiseerd gebruik van deze technologie kan ik me voorstellen... dat me ook rijk zal maken?" Maar de echte vraag moet zijn: "Wat zal er daadwerkelijk gebeuren wanneer deze technologie de echte wereld beïnvloedt?" Neuroprotheses zullen de komende twee decennia fundamenteel veranderen wat het betekent om mens te zijn, maar voor wie? Hoewel in theorie iedereen toegang zou kunnen hebben tot nieuwe neurotechnologieën, zijn het in werkelijkheid degenen die ze het minst nodig hebben die er het meest van kunnen profiteren. Rijke ouders hebben nu al een enorme invloed op de toekomst van een kind, zelfs het werkgeheugen beïnvloedend. Daarentegen berooft alleen al het geboren worden in armoede en stress kinderen van hun cognitieve potentieel. Stel je voor dat deze voordelen niet subtiel verweven zijn in de levenservaring van de rijken, maar direct te koop zijn en op volle kracht. Intergenerationele sociale en economische mobiliteit verdwijnt.

En het werkgeheugen is nog maar het begin. Onderzoek toont aan dat we creativiteit en emotieregulatie kunnen versterken, evenals eerlijkheid, plezier en tal van andere fundamenten van het zelf beïnvloeden. Net als bij autisme kunnen mensen met "afwijkingen" op deze gebieden diepgaande uitdagingen ervaren bij het omgaan met de wereld. Ik heb gewerkt aan systemen om manische episodes bij mensen met een bipolaire stoornis te voorspellen. Groepen bij MIT gebruiken ritmische visuele of auditieve stimuli om symptomen van Alzheimer te verminderen, en anderen om toevallen en depressies te detecteren. Diverse neuroprothesen, naast die van mijn zoon of HUMM, zouden mensen in staat kunnen stellen veel meer te worden dan een tragische diagnose. In een wereld die verschillen waardeert, zouden ze zelfs meer kunnen worden dan de neurotypischen om hen heen. En als hun verbetering hen boven de massa verheft, zal al snel iedereen meer dan menselijk willen zijn. Of als deze verbeteringen een norm worden, wie zal er dan kiezen om minder dan menselijk te zijn?

Je hebt waarschijnlijk een equalizer op je telefoon waarmee je de bastonen en hoge tonen in muziek kunt versterken. Het aanpassen van de schuifregelaars verandert het nummer niet fundamenteel, maar het benadrukt verschillende elementen, van de helderheid van de stem in een opera tot de grote bassdrop van de beste EDM (bestaat zoiets eigenlijk?).

Stel je nu voor dat de app je gelijkmaakt. In plaats van het vermogen bij verschillende geluidsfrequenties aan te passen, verhoogt het schuiven van een controller op deze app je aandacht of vermindert je creativiteit. Voeg een boost toe voor het geheugen en je bent klaar om te blokken voor een examen. Activeer het “Date Night”-voorinstelling om emotie en focus te stimuleren terwijl de cognitie wordt verminderd. Als er binnenkort een slechte romantische komedie in je agenda staat, waarom dan te slim zijn om ervan te genieten? We zouden elk van de rijkelijk diverse aspecten van het menselijk brein kunnen versterken. Ik hou van het idee van een cyborg die is versterkt om zijn emoties te verkennen. Dat is zeker niet de Borg.

Hoewel nog niemand deze vele vormen van neurostimulatie in een prothese heeft gecombineerd, konden we de verleiding niet weerstaan om te experimenteren met gesimuleerde versies die zich dynamisch aanpassen aan de omgeving van een individu. Door historische EEG- ("hersengolf") gegevens te combineren met oogbewegingen en hartslag, orkestreert onze AI zijn multidimensionale neurostimulatie om een versie van jou te creëren die beter geschikt is voor de taak die voorhanden is, waarbij het je dynamisch aanpast aan probleemoplossing, ontspanning of spreken in het openbaar. Hoewel het slechts een theoretische simulatie is, volgt het systeem mijn belangrijkste ontwerpregel voor technologie: je moet niet alleen beter zijn wanneer je het gebruikt, je moet ook beter zijn dan waar je mee begon wanneer je het uitschakelt. Neuroprotheses zouden niet moeten vervangen wat we zelf kunnen doen, ze zouden moeten versterken wie we willen zijn.

De mogelijkheden van deze neurostimulatiesystemen raken slechts het oppervlak... letterlijk. Ze werken via draagbare apparaten op de hoofdhuid, maar invasieve neuroprotheses werken binnen in de hersenen. Dit is traditioneel gedaan met ultradunne draden die chronisch door de schedel zijn geïmplanteerd ("Ik heb een neuroprothese nodig zoals ik een gat in mijn hoofd nodig heb"), maar nieuwe technologieën gaan veel verder dan dat. Deze omvatten injecteerbare, zichzelf uitbreidende "neurale netten", optogenetische (lichtgebaseerde) interfaces, en een van mijn favoriete opkomende technologieën, neuraal stof. Het "stof" bestaat uit nanotoestellen ter grootte van een zandkorrel en aangedreven door echografie om individuele zenuwvezels te stimuleren. Het verspreiden van duizenden van deze door de hersenen zou ons in staat kunnen stellen om ultraprecieze closed-loop protheses te creëren, die tegelijkertijd neurale activiteit decoderen en nieuwe signalen erin coderen. Het klinkt misschien nogal alledaags, maar combinaties van technologieën zoals die hierboven genoemd zouden ooit visuele en spraakcentrumpatronen kunnen decoderen, waardoor je een multisensorische e-mail kunt bedenken, met "bijgevoegde" emotionele inhoud, terwijl je gewoon over straat loopt.

Hoe sciencefictionachtig neuroprothetische telepathie ook mag klinken, er ontstaan vandaag diepgaande mogelijkheden, van het herstellen van beweging bij verlamde mensen tot het herstellen van het geheugen bij gewonde soldaten. Zelfs autisme zou kunnen veranderen. Een van de meest opvallende kenmerken van autisme in de hersenen is een gebrek aan connectiviteit en communicatie tussen verschillende corticale gebieden, zoals de frontaal-posterior communicatie in het werkgeheugen. Omdat ze niet met elkaar kunnen communiceren, ontwikkelt elk corticaal gebied zich in een soort isolement, wat de neurotypische hersenfunctie in gevaar brengt. Met meer invasieve technologieën zoals neuronaal stof zouden we enige mate van intracorticale communicatie kunnen herstellen, waarbij de biologie wordt omzeild via AI-gemedieerde draadloze communicatie (zoals een groot deel van Afrika landlijnen oversloeg en direct overging op mobiele telefoonnetwerken). Projecten zoals SuperGlass kunnen alleen kinderen helpen die "hoogfunctionerend" genoeg zijn om met de wereld om hen heen om te gaan; het tot leven brengen van intracorticale communicatie in sterk autistische hersenen zou echter levens volledig kunnen veranderen. Verschillende patronen van verstoorde corticale connectiviteit spelen ook een rol bij zowel psychotische aandoeningen als emotionele stoornissen. Invasieve neuroprotheses zouden ook deze levens kunnen veranderen.

En met deze kracht zal een diepgaande uitdaging komen: een leven herstellen zonder uit te wissen wat het uniek maakt. Neuroprotheses hebben het vermogen om ieders leven te veranderen, vooral voor degenen die niet neurotypisch zijn, degenen met een ernstigere vorm van autisme dan mijn zoon, mensen met een traumatisch hersenletsel of bipolaire stoornis of de ziekte van Parkinson of het syndroom van Down. Simpelweg in armoede en stress geboren worden ontneemt kinderen hun cognitieve potentieel. Deze technologieën kunnen mensen hun leven teruggeven, maar neurale diversiteit moet worden omarmd als een kern van probleemoplossing en innovatie.

Kurt Vonneguts “Harrison Bergeron” stelde een wereld voor waarin prothetische handicaps ons allemaal gelijk maken door voordelen weg te nemen. Het is eveneens mogelijk om onze rijke verschillen te verliezen door over-augmentatie. Als we aannemen dat er maar één soort kracht, één soort schoonheid of intelligentie bestaat, dan zouden we de rijke verschillen van de menselijke wereld kunnen “super-normaliseren”. Ik wil niemand “genezen” van zichzelf. Ik wil dat ze in staat zijn om dat zelf met de wereld te delen. Deze technologieën zouden en moeten gebruikt kunnen worden om mensen met een handicap, de niet-neurotypischen, de mogelijkheid te geven om te bestaan en te gedijen in een neurotypische wereld. In het geval van kinderen met autisme, als deze soorten apparaten hen op enige manier op die reis kunnen helpen, hoop ik dat ze deze zullen overwegen als een superkracht in hun achterzak. Voor alle anderen geef ik toe dat ik ook een superkracht wil. Maar deze mogen geen sweet sixteen-cadeaus zijn van hypercompetitieve ouders; het gebruiken of niet gebruiken van een neuroprothese moet een mensenrecht zijn.

Mensen met autisme zien de wereld zoals zij die zien, niet door zich te houden aan het perspectief van anderen, of door zich aan te passen aan sociale normen om hetzelfde te zijn als iedereen. Dat alleen al is een superkracht die mijn zoon zijn hele leven ten goede zal komen. Als ze de kans krijgen, zullen kinderen zoals hij uitgroeien tot de droomwerknemer van elke werkgever. Iedereen heeft waarde – onze taak, ieder van ons, is om iedereen om ons heen te helpen hun waarde te vinden en te realiseren.