Choose color scheme

  • Bio-hacking – XMED 2015 (4)

    Tijdens de Exponential Medicine was ook uitgebreid aandacht voor een aantal andere ontwikkeling die steeds meer aandacht trekken: gene-editing en biohacking. De grote belofte volgens verschillende sprekers ligt in de grote stappen die de biomedische wetenschap zet. Snellere en goedkopere computers stellen ons in staat steeds beter zicht te krijgen op ons DNA, de software van het leven. Daarnaast is een groeiende groep wetenschappers bezig om deze wetenschappelijke kennis ter beschikking te stellen van de maatschappij, zodat studenten, ondernemers en anderen eigen oplossingen kunnen ontwikkelen.

    CRISPR

    Investeerders zien hier gouden bergen, zoveel werd tijdens Exponential Medicine in ieder geval duidelijk. En niet voor niets. Met behulp van een technologie als CRISPR is men inmiddels in staat om soorten aan te passen en daarmee schade te voorkomen of efficiënter te kunnen werken. Met behulp van CRISPR zijn belangrijke aanpassingen gedaan in muggensoorten die malaria verspreiden, en kunnen kleine varkens gefokt worden, die gemakkelijk als huisdier te houden zijn. Leverbaar in diverse kleuren.

    Het volgende filmpje van het McGovern Institute for Brain Research van MIT legt de werking van CRISPR-Cas9 goed uit:

    Links naar een aantal artikelen over deze technologie te vinden onder dit blog. CRISPR is een veelbelovende technologie, die ons leven gemakkelijker kan maken. CRISPR en soortgelijke instrumenten zullen ons in staat stellen ziekten te elimineren, de voedselproductie te optimaliseren en mogelijk zelfs dierenwelzijn te vergroten.

    Tegelijkertijd spreekt uit veel berichtgeving over CRISPR angst. Mensen zijn bang dat wetenschappers en bedrijven werken aan een supermens. Waar de toenemende kracht van exponentiële technologie vooral werd gezien als disruptief op het gebied van businessmodellen, vreest men dat het effect ook disruptief kan blijken op het niveau van eco-systemen en grote schade zal aanrichten. Zijn we in staat dat te repareren?

    Duidelijk is dat CRISPR nieuwe vragen opwerpt, die we met de biologie alleen niet kunnen beantwoorden. Ik ga hier nu echter niet verder op in. Het gaat me nu namelijk om de bredere context, waarin CRISPR opkomt. We leven in een tijd waarin ongekende rekenkrachten het mogelijk maken om DNA snel te analyseren. Naast wetenschappelijke toepassingen, levert dit ook nieuwe producten en diensten op. Sinds enige jaren kun je je genetisch profiel voor nog geen honderd dollar laten analyseren door 23andme.

    Democratisering

    Recentere ontwikkelingen zijn de democratisering van deze wetenschap. Genspace-oprichter Ellen Jorgensen pleitte reeds in 2012 voor een open biotech-omgeving waar burgers zelf kennis konden maken met de kneepjes van het biomedische vak. In haar TED-talk legt ze uit waarom zij met Genspace de technologie in handen wil leggen van de eindgebruiker: deze weet immers het best waarvoor de technologie moet worden aangewend? Deze beweging van doe-het-zelf biologie wordt breder en breder. Idealisten zien het als de ultieme kans om snel tot oplossingen te komen voor bijvoorbeeld diervrij vlees, zuivel en leer.

    Organisaties als Genspace en Indie.bio ontwikkelen wereldwijd netwerken waarin zij wetenschappelijke ondersteuning, laboratoria an investeerders samenbrengen en startups helpen om nieuwe biotech-toepassingen naar de markt te brengen. Het beschikbaar komen van datasets over de effectiviteit van veel interventies uit de traditionele geneeskunde. Doe-het-zelf pakketjes om met CRISPR thuis of op school te experimenteren en kinderen kennis te laten maken met biotech zijn nu verkrijgbaar. En hoewel je hiermee nog niet meteen een schaap met vijf poten kunt ontwikkelen is een grote stap gezet: biotech zal voor een groot deel buiten de traditionele laboratoria gaan plaatsvinden. De komende jaren kunnen we een hausse aan biotech-bedrijven verwachten die vergelijkbaar is met de golf van internetbedrijven rond de eeuwwisseling.

    Veelbelovende ontwikkelingen en ik ben ervan overtuigd dat dit een hoop goeds kan brengen. Het gaat hier tegelijkertijd over technologieën die soms rechtstreeks ingrijpen in de programmacode van het leven. En daarmee kan het een enorme impact hebben op de ontwikkeling van de mensheid. Ik vertrouw dat Ryan Bethencourt van Indie.bio en Ellen Jorgensen van Genspace de oprechte ambitie hebben om wetenschappelijke kennis open te stellen en volgens opensource-principes nieuwe ontwikkelaars en bedrijven kansen te geven met oplossingen te komen. Dat betekent echter nog niet automatisch dat een ieder toegang heeft tot deze oplossingen. Hier ligt een taak voor overheden en andere maatschappelijke organisaties om met deze incubators en wetenschappelijke centra op te trekken om samen de wereld mooier te maken.

    Meer lezen over CRISPR:

    Dit is mijn tweede bijdrage over Exponential Medicine 2015

    1. Exponentiële technologie
    2. Big Data en Deep learning
    3. Brain-Computer Interfaces
    4. Bio-hacking
  • Brain-Computer Interfaces – XMED 2015 (3)

    Raymond Kurzweil

    Ray Kurzweil

    Het duurt niet lang meer voordat we op grote schaal in staat zijn ons brein te verbinden met het internet. Ray Kurzweil, geestelijk vader van Singularity University verwacht dat Brain-Computer Interfaces in de jaren ’30 zo geavanceerd zullen zijn dat het mogelijk is om voor een groot aantal toepassingen menselijke en kunstmatige intelligentie met elkaar te verbinden. Onvoorstelbaar? Onmogelijk? Kurzweil, groot uitvinder en tevens vader van een enorme lijst aan toekomstvoorspellingen, heeft er nog niet vaak naast gezeten.

    Wat zijn die Brain-Computer Interfaces (BCIs) dan? In feite gaat het om een stukje technologie om een directe  communicatie tot stand te brengen tussen een computer en het menselijk brein. Dus zonder de tussenkomst van zintuigen als gezicht en gehoor of functies als spraak. En ook hier gaan de technologische ontwikkelingen erg hard.

    Meditatie

    Ariel Garten

    Ariel Garten

    Tijdens Exponential Medicine werd zichtbaar dat de consumentenmarkt bestormd wordt door bedrijven die je willen helpen om tot rust te komen en daar slimme apparaatjes voor hebben ontwikkeld, zoals Thync. Ook is het mogelijk om rusteloosheid te overwinnen met de hoofdband die Ariel Garten heeft ontwikkeld en in de juiste stemming te komen voor meditatie: Muse, your personal meditation assistent.

    Het zijn producten die in staat zijn golven te lezen van en prikkels te leveren aan het brein die passen bij bepaalde ervaringen. Op de website van Thync staat hierover:  “A soothing neck massage. A splash of cold water. A kiss from someone you love. Each action influences peripheral nerves in your head and face, signaling brain regions to change the way you feel. Thync works using the same pathways by delivering low-level electrical pulses to these nerves.”

    Neuroprotheses

    Daarmee is de essentie van de BCI weergegeven. Als we nu die delen in het brein die bij bepaalde sensaties horen op de juiste wijze weten te prikkelen zullen we tot veel meer zaken in staat zijn. Rond doofheid zijn al enige tijd  toepassingen met cochleair implantaten. Dit is een neuroprothese die een geluidsgolf omzet in een elektronisch signaal en dat direct doorgeeft aan de gehoorzenuw. Analoog daaraan zie je nu ook toepassingen ontstaan voor blinden of om pijn te bestrijden. Een mooie samenvatting daarvan geeft Peter Diamandis in een recent artikel in de Huffington Post.

    Leigh Hochberg, neuroloog uit het Massachussets General Hospital, presenteerde zijn onderzoek naar toepassingen voor patiënten die verlamd zijn. Hij is in staat gebleken om hersensignalen direct op te vangen en om te zetten in een beweging. Zie ook deze videopresentatie:

     

    Je brein in de cloud

    Op dit vlak, het begrijpen van de werking van neuronen en het ontwikkelen van een instrumentarium, dat ons in staat stelt computers daarmee te laten communiceren, worden deze jaren grote stappen gezet. Ik denk persoonlijk dat Kurzweil met zijn voorspelling dat over zo’n vijfentwintig jaar ons brein rechtstreeks met de cloud kan communiceren, er opnieuw niet veel naast zal zitten.

    Sommigen kunnen niet wachten tot de sciencefiction van de Matrix realiteit wordt, anderen zien de toekomst met angst en beven tegemoet. Persoonlijk heb ik vooral met stijgende verbazing de ontwikkelingen gadegeslagen. Schitterend om te zien hoe deze technologie mensen weer gezicht, kracht en soms zelfs een leven teruggeeft. Wat zal verder mogelijk zijn? Zullen we eenvoudig een nieuw taal kunnen leren door die te uploaden? Of is dat juist niet meer nodig omdat de peer-to-peer communicatie geen taal meer nodig heeft?

    Ik vraag me ook af wat dit doet met ons zelfbeeld. Wat is een mens nu eigenlijk? Genoeg om je aan te vergapen en het hoofd over te breken. Later meer…!

    Dit is mijn derde bijdrage over Exponential Medicine 2015

    1. Exponentiële technologie
    2. Big Data en Deep learning
    3. Brain-Computer Interfaces
    4. Bio-hacking
  • Big Data en Deep Learning – XMED 2015 (2)

    Exponential Medicine biedt in vier volgepakte dagen een blik in de toekomst van de geneeskunde. Tenminste, dat is wat de naam zegt. Het eerste wat opvalt is echter dat de geneeskunde geen geneeskunde meer zal zijn in de letterlijke zin van het woord.

    Voorkomen is beter dan genezen. Nieuwe technologieën zullen echter mogelijkheden gaan bieden om zo vroeg in een ziekteproces te gaan genezen, dat van symptomen zoals we die nu vaak kennen nog geen sprake is. In dit blog licht ik er enkele voorbeelden uit die tijdens de Exponential Medicine 2015 werden gepresenteerd.:

    Big Data en Deep learning

    Tijdens de voorgaande conferenties is de Big Data-revolutie in de diagnostiek al meerdere keren aan de orde geweest. Op basis van grote datasets is het bijvoorbeeld mogelijk om steeds adequater een goede diagnose te kunnen stellen. Aan de kant van het verzamelen van de data zijn de afgelopen jaren grote stappen gezet. Ziekenhuizen zijn voor een groot deel gedigitaliseerd en patiëntgegevens zijn eenvoudig te doorzoeken en voor onderzoek te gebruiken.

    Een stap verder gaat het gebruiken van deze data om beslissingen te ondersteunen en diagnoses te stellen. Het is precies hier dat veel nieuwe initiatieven ontstaan. De Amsterdamse start-up Pacmed bijvoorbeeld heeft een logo2dataset vanuit de huisartsenzorg tot zijn beschikking. Op basis van deze dataset kunnen huisartsen bij het voorschrijven van medicatie veel beter inschatten wat de effecten zullen zijn voor de patiënt die het betreft. De exponentiële toename van data maken dat de suggesties die vanuit het computersysteem komen al snel juister blijken te zijn dan een arts op eigen ervaring en de NHG-richtlijnen kan doen.

    Jeremy Howard, CEO van Enlitic

    Jeremy Howard, CEO van Enlitic

    Een stap verder gaan systemen  die computers leren om deze gegevens te interpreteren. Zo heeft bet bedrijf Enlitic software ontwikkeld, die medische foto’s leert lezen en gaandeweg steeds beter leert diagnoses te stellen op basis van het geleerde. CEO Jeremy Howard presenteerde een studie naar diagnostiek van longtumoren. De computers van Enlitic kregen een serie long-CT-scans te verwerken, evenals een groep humane radiologen. In 7% van de gevallen werd een kanker-diagnose gemist door de radiologen. De software miste er geen. Daartegenover werd ook gemeten in hoeveel gevallen ten onrechte de diagnose kanker is gesteld: Enlitic scoorde 47% tegen 66% van de humane radiologen.

    Howard legt uit dat zijn software uitstekend gebruikt kan worden om in een vroeg stadium kanker te detecteren. Wanneer we instrumenten tot onze beschikking hebben om in zo’n vroeg stadium deze diagnose te stellen, vergroot dat enorm de overlevingskans van de patiënt. Een enorme kans.

    Wat ik vooral schokkend vond, was de snelheid waarmee dit soort technologieën zich gaan ontwikkelen. We zien een exponentiële toename in de verrijking van de datasets, en daarmee de inhoudelijke basis om te komen tot juiste beslissingen. Daarbij zien we ook een exponentiële groei in de rekenkracht van deze systemen. Maar ook de bereikbaarheid voor kleine bedrijven wordt steeds groter: Op de dag dat de Exponential Medicine begon, stelde Google zijn deep-learning platform open voor het publiek: Tensorflow.

    Ik verwacht mede daarom dat de komende jaren veel meer bedrijven als Pacmed en Enlitic deze markt zullen betreden. De adoptie in de medische wereld zal aarzelend zijn. Men zal eerst zeker willen weten of de systemen foutloos werken. Mochten er meer studies gepubliceerd gaan worden als die van Enlitic, dan komt er een snelle omslag: Een arts die geen kunstmatige intelligentie gebruikt om de diagnostiek te ondersteunen heeft, maar op eigen ervaring en intuïtie blijft vertrouwen, heeft dan namelijk echt iets aan de patiënt uit te leggen.

    Meer lezen:
    WIRED: Google Open-Sourcing TensorFlow Shows AI’s Future Is Data
    Verslag van lezing Jeremy Howard op Singularity Hub

    Dit is mijn tweede bijdrage over Exponential Medicine 2015

    1. Exponentiële technologie
    2. Big Data en Deep learning
    3. Brain-Computer Interfaces
    4. Bio-hacking

    Photo credit: Shutterstock