Cybernetica neemt bezit van menselijk lichaam

15 juni 2000
Cybernetica is volgens sommigen de belangrijkste wetenschap van dit moment. Met de experimenten van de cyberneticus Kevin Warwick – het implanteren van chips in het menselijk lichaam – maakt deze wetenschap een nieuwe ontwikkeling door. En de gevolgen voor andere wetenschappen kunnen revolutionair zijn. Dergelijke experimenten, concludeert Jan Krikke, zullen in de nabije toekomst nog voor de nodige discussies zorgen.


Jan Krikke
Kevin Warwick, befaamd cybernetica-professor aan de Universiteit van Reading, Engeland, zal volgend jaar een operatie ondergaan die hem tijdelijk zal veranderen in een cyborg. Chirurgen zullen een chip en een zendertje in zijn bovenarm implanteren waarmee hij in direct ’bio-elektrisch’ contact komt te staan met een computer. Als de professor zijn duim beweegt, zal de chip de bio-elektrische signalen tussen zijn hersenen en hand opvangen en het zendertje zal de signalen naar een computer sturen. Het signaal wordt digitaal opgeslagen en zal vervolgens teruggestuurd worden naar de chip in zijn arm. Warwick verwacht dat de duim zal reageren door dezelfde beweging te maken.
Het experiment is slechts het begin van een mogelijke symbiose tussen mens en computer, maar het coderen, manipuleren en versturen van bio-elektrische signalen kan ingrijpende gevolgen hebben voor de wetenschap, technologie en filosofie. Warwick, die zijn plannen onlangs beschreef in het Amerikaanse blad Wired, ziet ook mogelijkheden voor nieuwe medische behandelingen van onder meer multiple sclerose en spier- en zenuwstoornissen.
Met de implantatie van chips in het menselijk lichaam komt de cybernetica in een nieuwe fase. Oorspronkelijk hield deze wetenschap zich voornamelijk bezig met het besturen en reguleren van (elektrische en elektro-mechanische) systemen, maar zij richt zich de laatste jaren ook op bio-elektrische processen. Veel opzien baarde een proef van wetenschappers in Tokio in 1997, waarbij een kakkerlak werd uitgerust met een microprocessor. Door signalen naar de processor te sturen bleek het mogelijk om het insekt te laten bewegen.
In Atlanta implanteerden onderzoekers een chip in een patiënt die herstelde van een hartaanval. De chip, verbonden met neuronen die de motorische functies in de hersenen reguleren, stelde de patiënt in staat de cursor op een computerscherm met zijn gedachten te verplaatsen. Ook zijn er reeds proeven genomen met blinden om video-camera’s door middel van sensoren direct aan de hersenen te koppelen.

Stuurman
De bio-elektrische experimenten zijn de voorlopige climax van ruim vijftig jaar ontwikkeling van de cybernetica, volgens de Amerikaanse cyberneticus Paul Pangaro ’de meest belangrijke maar minst begrepen wetenschap van onze tijd’. Cybernetica, aldus Pangaro, staat aan de basis van alle revolutionaire ontwikkelingen in de wetenschappen, inclusief biologie, artificiële intelligentie (AI), neural modelling, psychologie, management, onderwijs en wiskunde. De eerste toepassingen van cybernetica waren gericht op fysieke systemen zoals artillerie, het ontwerp van elektronische circuits en robots.
Pas in de jaren zestig ontdekte men dat cybernetica als systeemtheorie ook toegepast kon worden op sociale, politieke en andere ’zachte’ wetenschappen. De cyberneticus benadert de wereld als een complex web van systemen, ongeacht haar bouwstenen. Een cel is een biologisch minisysteem, een familie-eenheid een sociaal systeem, een universiteit een educatief systeem en een land een politiek-economisch systeem. Cybernetica is daarmee een allesomvattend kader voor de wetenschappen.
Cybernetica is het geesteskind van de Amerikaanse wiskundige Norbert Wiener, auteur van het baanbrekende boek ’Cybernetics, or control and communications in animal and machine.’ Het woord cybernetica is afgeleid van het Griekse kubernetes, oftewel stuurman. De Latijnse vertaling van het Griekse werkwoord kubernao is gubernare en betekent het sturen van een schip. Gubernare is tevens de wortel van de politieke term gouveneur.
Tijdens de Tweede Wereldoorlog kreeg Wiener een opdracht van het Amerikaanse leger voor de ontwikkeling van computergestuurde projectielen. Hij vormde een interdisciplinair team van wetenschappers om de benodigde computer te ontwikkelen. Onder hen waren neurologen, die ontdekt hadden dat de hersenen informatie verwerken door middel van binaire signalen. Neuronen kennen twee staten, aan en uit, en Wieners team besloot hetzelfde principe toe te passen op het ontwerp van computers.
Dit resulteerde in de ’digitale’ computer, waarin gebruik wordt gemaakt van het binaire getallenstelsel van Gottfried Leibniz en de deductieve logica van George Boole: de Booleaanse algebra. (In 1938 constateerde de Amerikaanse wiskundige Claude Shannon dat Booleaanse logica kan worden geïmplementeerd in binaire code. Daarbij staat het binaire getal 1 voor ’waar’ en 0 voor ’onwaar’ en worden Booleaanse statements verwerkt aan de hand van if/then-logica: als x waar is, dan is y waar).

Alledaags
Kernbegrippen in de cybernetica zijn onder meer parameters, feedback en staat. Een typisch voorbeeld van toegepaste cybernetica is de automatische piloot, waarbij een computer wordt gebruikt om een apparaat, in dit geval een vliegtuig, automatisch te besturen. De computer wordt geprogrammeerd met vluchtgegevens die het toestel op de ideale (meest efficiënte) manier van A naar B brengt, dus binnen specifieke parameters.
Tijdens de vlucht ontvangt de computer constant feedback over de actuele positie (’staat’) van het toestel en deze gegevens worden vergeleken met de vooraf geprogrammeerde gegevens. Correcties worden uitgevoerd met behulp van if/then-logica. Als het toestel afwijkt van de ideale koers – door bijvoorbeeld sterke zijwind – wordt het luchtroer in de staartvleugel geactiveerd om de koers te corrigeren.
Hetzelfde cybernetische principe wordt toegepast in meer alledaagse systemen zoals een computergestuurde klimaatregelaar. Een thermostaat registreert afwijkingen van de norm (de voorkeursinstelling) en gebruikt if/then-logica om de gewenste temperatuur te handhaven. Als de temperatuur onder een bepaalde waarde daalt, omdat de buitentemperatuur daalt of een raam wordt geopend, wordt de verwarming ingeschakeld.
Sommige wetenschappers stellen overigens dat de natuur in feite doordrongen is van cybernetische principes. Het menselijk immuunsysteem wordt daarbij als voorbeeld aangehaald. Het reageert op ziektekiemen door antistoffen aan te maken. Cybernetica dupliceert dit natuurlijke principe om kunstmatige systemen aan te sturen.

Nieuwe dimensie
De experimenten van Kevin Warwick geven de ontwikkeling van cybernetica echter een nieuwe dimensie. Wat zijn de technologische, economische en filosofische consequenties als technologie het lichaam binnendringt? Het implanteren van chips is van een andere orde dan het implanteren van een pace-maker, die slechts een beperkte functie heeft en niet in staat is met de ’buitenwereld’ te communiceren. Dit in tegenstelling tot het implantaat waarmee Warwick experimenteert. Dat bestaat behalve uit een microchip ook uit een zendertje. In Warwicks eerste proef, uitgevoerd in 1998, werd de cybernetica-faculteit in Reading voorzien van een netwerk van antennes. Signalen van het geïmplanteerde zendertje werden via de antennes naar een centrale computer verstuurd. Als Warwick op kantoor arriveerde, gingen de lichten automatisch aan en de deuren open.
Het komende experiment, gepland voor oktober, gaat een stuk verder en heeft als doel bio-elektrische signalen van een bewegende vinger op te slaan in een computer. Door het signaal vervolgens terug te sturen zou de vinger dezelfde bewegingen moeten maken. Als de proef slaagt, zal Warwick zijn vrouw Irene in het experiment betrekken. Chirurgen zullen ook bij haar een chip implanteren en het echtpaar zal proberen via een computer bio-elektrisch te communiceren.
Zij zullen proberen signalen van beweging naar elkaar toe te sturen. Maar de proef zal niet beperkt zijn tot motorische functies. Warwick zal ook proberen emoties zoals boosheid en geluk over te brengen.
Als er tijdens de experimenten geen complicaties optreden, zal Warwick naar New York reizen om te demonsteren dat bio-elektrische signalen ook via het Internet verstuurd kunnen worden. Hij zal proberen motorische en emotionele signalen real time naar zijn vrouw in Engeland te sturen. ’We gaan bekijken hoever we kunnen gaan in het overbrengen van gevoelens en verlangens,’ aldus Warwick. ’Wat gebeurt er als ik sexueel gestimuleerd raak? Kan ik die gevoelens overbrengen op mijn vrouw en de signalen later terugspelen om de ervaring te herhalen?’
Tijdens het experiment, dat twee weken gaat duren, zal Warwick ook enkele glazen wijn drinken. De bio-elektrische signalen van lichte dronkenschap worden vastgelegd in de computer. De volgende dag zullen de signalen naar hem worden teruggestuurd, met als doel langs digitale weg het gevoel van dronkenschap op te wekken.
Een geslaagde proef zou talloze nieuwe mogelijkheden scheppen, ook op medisch gebied. Warwick verwacht dat onderzoekers zullen experimenteren met elektronische anti-depressiva, contraceptie en zelfs vaccinatie, waarmee de medische wereld compleet zou kunnen veranderen. Hij voorziet de ontwikkeling van elektronische cyberdrugs en cybernarcotica die chemische geneesmiddelen kunnen vervangen.

Supermens
De arm-implantaten van Warwick zijn slechts een begin. De experimenten kunnen er uiteindelijk toe leiden dat blinden en doven nieuwe ’bedrading’ krijgen om hun defecte zintuigen te vervangen door kunstmatige zintuigen. Deze zouden gebruik maken van ultraviolet, x-rays en ultrasonische golven, en zouden zonder tussenkomst van ogen en oren direct naar het zenuwstelsel gestuurd kunnen worden.
Warwick ziet ook mogelijkheden voor patiënten met hersenbeschadigingen, verlammingen en zenuwstoornissen, waarvoor het nodig zal zijn chips in het hoofd te implanteren. Uiteindelijk zal het mogelijk worden computerdata direct aan de hersenen te koppelen, een ontwikkeling die het voorstellingsvermogen op de proef stelt. Warwick vraagt zich af of het nog nodig zou zijn om wiskunde te studeren als je mentale toegang hebt tot de rekenkracht van een computer, of het überhaupt nodig is iets te onthouden als je toegang hebt tot het enorme geheugen van het Internet.
Warwick ziet een toekomst waarin mensen symbolen, ideeën en concepten uitwisselen zonder te spreken. Hij stelt dat ’gedachte-tot-gedachte-communicatie’ steeds belangrijker zal worden als de mensheid overvleugeld dreigt te worden door intelligente machines. Cybernetica kan hierin een belangrijke rol vervullen.
Het koppelen van mensen aan intelligente machines is een natuurlijke ontwikkeling en kan gebruikt worden om een supermens te creëren. Als we dit nalaten, stelt Warwick, zullen we tweedeklasburgers worden die bestuurd worden door computers. ’Mijn experimenten zijn bedoeld om de mensheid mee te laten evolueren met computers.’

Donor
Warwick is ervan overtuigd dat de mens zal veranderen in een cyborg. De mens zal permanent verbonden zijn met computernetwerken en ophouden te bestaan als een ’stand alone unit.’ Welke consequenties heeft een dergelijk scenario voor de ontwikkeling van artificiële intelligentie?
AI, kort na de geboorte van cybernetica ontstaan, heeft volgens critici verzuimd een duidelijke, cultuur-neutrale definitie van ’intelligentie’ te formuleren. De Amerikaanse AI-criticus Joseph Weizenbaum stelde reeds in de jaren zestig dat intelligentie geen universeel toepasbaar begrip is. ’Er is een duidelijk verschil tussen bijvoorbeeld de sociale intelligentie van Japanners en Amerikanen,’ aldus Weizenbaum, die de AI-gemeenschap bestempelde als de ’artificial intelligentia’.
AI en cybernetica zijn de laatste vijftig jaar afwisselend in en uit de mode geweest, maar de experimenten van Warwick doen vermoeden dat deze twee wetenschappen mogelijk in elkaar op zullen gaan. Hierbij is de vraag of computers intelligent kunnen zijn van minder belang dan de vraag wie de ’donor’ moet zijn van kunstmatige intelligentie. De computer vereist de input van de menselijke geest.
Warwicks experimenten om de mensheid te laten evolueren tot cyborg zullen uiteindelijk leiden tot vragen die filosofisch en spiritueel van aard zijn. Ironisch genoeg, want cybernetica en AI zijn beide gebaseerd op de logica van Leibniz, Boole en Shannon.

Jan Krikke is publicist te Amsterdam.
Chirurgen plaatsen een chip-implantaat in de arm van cybernetica-professor Kevin Warwick van de Universiteit van Reading, Engeland, tijdens een experiment in 1998. Het implantaat wordt met een dunne draad aan zenuwweefsel gekoppeld. Het geheel is behuisd in een glazen buisje, en niet zonder gevaar. Maar glas, aldus Warwick, heeft diverse voordelen. Het is stabiel, kan niet corroderen of worden aangetast en laat radiosignalen door.
 
Lees het hele artikel
Je kunt dit artikel lezen nadat je bent ingelogd. Ben je nieuw bij AG Connect, registreer je dan gratis!

Registreren

  • Direct toegang tot AGConnect.nl
  • Dagelijks een AGConnect nieuwsbrief
  • 30 dagen onbeperkte toegang tot AGConnect.nl

Ben je abonnee, maar heb je nog geen account? Laat de klantenservice je terugbellen!