Neurale netwerken, gegevenscodering en signaalverwerking – de concepten die de basis vormen voor de kunstmatige intelligentie van vandaag, komen recht uit de laboratoria van de neurowetenschappen. Drie Israëli’s die hun weg begonnen in de neurowetenschappen en overstapten naar de hightech sector, onthullen de kloof tussen menselijke hersenen en kunstmatige intelligentie.
Dr. Yael Lev voltooide haar doctoraat in de neurowetenschappen en deed een toegepast postdoctoraat, waarin ze hersenletselpatiënten observeerde tijdens behandelingen in drukkamers. Tegenwoordig is ze AI-directeur bij het bedrijf Sisense. Dr. Nissim Peretz voltooide ook zijn doctoraat in de neurowetenschappen en is nu CEO en medeoprichter van de startup Itay&Beyond, die een “menselijk brein op een chip” ontwikkelt. Dr. Ziv Yekutieli voltooide zijn doctoraat in de neurowetenschappen terwijl hij in de industrie werkte en is nu CEO en oprichter van Mon4t.
Waarom de Academische Wereld Verlaten?
“Tijdens mijn doctoraat realiseerde ik me dat het academische tempo minder bij me paste. De processen waren traag, en soms duurde het jaren voordat een enkele inzinking vorm kreeg. Ik zocht naar een omgeving waarin dingen sneller gebeurden, gekenmerkt door nauwere samenwerking met andere collega’s”, vertelt Lev.
Een keerpunt kwam tijdens haar postdoctoraat: “Dit was de eerste keer dat ik zag hoe onderzoek direct kon aansluiten bij beslissingen en acties in de echte wereld, wat me nieuwe opwinding gaf. Tegelijkertijd begreep ik dat de analytische en computationele tools die ik geleerd had in de neurowetenschappen – statistische modellen, signaalverwerking en complexe data-analyse – zich natuurlijk lenen voor datascience en machine learning.”
Yekutieli volgde een andere weg. “Op een gegeven moment wilde ik de verbinding maken tussen mijn onderzoek en mijn werk. Ik stelde Intel voor om een chip te ontwikkelen die in mensen in de hersenen kan worden geïmplanteerd om te omgaan met verlamming en verschillende neurologische aandoeningen”, zegt hij.
Wat Biedt de Achtergrond in Neurowetenschappen?
“Kunstmatige neurale netwerken, die de basis vormen van kunstmatige intelligentie, zijn gebouwd op inspiratie van modellen die direct voortkomen uit hersenonderzoek”, zegt Lev. “Dit stelt me in staat om met AI-modellen te werken vanuit een diepgaand begrip van de principes waarop ze zijn gebaseerd, en niet alleen van het algoritme dat op papier staat.”
Lev legt uit: “Neurowetenschappen begeleiden me dagelijks, niet alleen op technisch niveau, maar ook in de manier waarop ik denk. Daar leerde ik werken met complexe systemen, niet alleen te begrijpen hoe je ze in kleine delen kunt splitsen, maar ook hoe deze delen elkaar beïnvloeden en wat hen in staat stelt samen te werken.”
Peretz benadrukt de historische verbinding: “Het AI-veld is feitelijk ontstaan uit modellen voor neurale berekeningen en neurale netwerken die in biologische laboratoria werden bestudeerd. De wiskunde die daar werd ontwikkeld, werd rechtstreeks in modellen gebracht waarop machine learning en kunstmatige intelligentie zijn gebaseerd. Dit is geen ‘inspiratie’, maar directe ontwikkeling.”
De Kloof – en de Energiecrisis
Waar blijft het menselijke brein voor? “Een van de meest opvallende kloof tussen het menselijke brein en AI is de mogelijkheid om multimodale input in real-time te integreren. Het brein verenigt zicht, gehoor, aanraking, ruimtelijk bewustzijn en zelfs geur in een duidelijk beeld waaruit het nauwkeurige en snelle besluiten neemt”, zegt Lev.
“Een andere kloof die ik zie heeft te maken met de manier waarop mensen leren. Een baby leert de wereld bijna zonder instructies, alleen door directe ervaring, zintuigen, proberen en fouten maken, en verbindingen die het zelf maakt. In de AI-wereld is leren nog steeds veel meer doelgericht, gestructureerd en afhankelijk van enorme hoeveelheden voorbeelden en instructies.”
De meest verbazingwekkende kloof is echter de energie. “Het AI-veld staat voor een bekende crisis waarmee iedereen die betrokken is goed bekend is, de energiecrisis. Zelfs bedrijven zoals OpenAI hebben onlangs toegegeven dat zelfs de beleefdheid van mensen, wanneer ze ‘dank u’ zeggen tegen ChatGPT, het bedrijf miljoenen dollars kost door de rekenkracht die dit vereist”, zegt Peretz. “Het menselijke brein kan volgens een simpele berekening veel complexere berekeningen uitvoeren dan computers, en met minimale energieconsumptie. Een paar stukken chocolade kunnen genoeg energie geven voor een hele dag voor de hersenen.”
Yekutieli: “Het is belangrijk om te onthouden dat het menselijke brein ongeveer 20W verbruikt voor al zijn functies, dus ik neem aan dat alle menselijke intelligentie slechts enkele watt verbruikt. AI verbruikt veel meer, en als we niet leren hoe we het kunnen optimaliseren, zal de invoering van AI in steeds meer gebieden ons in een energiecrisis brengen.”
De Ontmoeting van Echte Hersencellen met Computers
Komt de oplossing voor de energiecrisis uit de verbinding tussen echte hersencellen en computers? Het bedrijf van Peretz, Itay&Beyond, neemt monsters van urine van proefpersonen met neurologische en psychiatrische aandoeningen, en “door middel van innovatieve wetenschappelijke technieken, zetten we de cellen uit de urinemonsters, die meestal uit de nieren komen, om in stamcellen en vervolgens in levend en functionerend hersenweefsel van dezelfde patiënt.”
Wanneer je hersenweefsel verbindt met een systeem van elektroden die in real-time elektrische informatie naar de computer verzenden, ontstaat er een enorme hoeveelheid gegevens. “Vanwege mijn achtergrond in hersensignaalverwerking en de mogelijkheden van ons team, weten we hoe we onze modellen kunnen trainen op een manier die alle bekende analysemethoden combineert en tot een uniformere en nauwkeuriger conclusie kan leiden”, legt Peretz uit.
Er is een heel veld genaamd Organoid Intelligence dat dit doet. “Ik geloof dat onze technologie aan de voorhoede van dit veld staat.” Onlangs sloot het bedrijf zich aan bij het NVIDIA Inception-programma. “Je kunt je alleen maar voorstellen wat het resultaat zou zijn van menselijk hersenweefsel in een laboratorium dat AI ontmoet.”
Yekutieli wijst op een andere richting: “Ik denk dat juist ‘nattere’ onderzoeksgebieden, biologie, embryologie en de evolutie van de hersenen, veel kunnen bijdragen aan de toekomst van AI. Het brein van een insect kan misschien minder, maar is tien keer efficiënter dan het onze.”
Wat is de Juiste Weg?
Peretz raadt aan: “Voor degenen die een doctoraat in de neurowetenschappen of vergelijkbare gebieden doen, stel ik voor om voorafgaand aan je studie de industrie te verkennen. Veel mensen die na jarenlang studeren de academische wereld verlaten, ervaren veel moeite om zich aan te passen aan de snelheid van de industrie.”
Lev zegt: “Het belangrijkste is om te begrijpen wat je echt drijft. Er zijn mensen voor wie onderzoek precies de plek is waar ze floreren. Maar als je snelheid, teamwerk en de mogelijkheid om snel impact te zien waardeert, is het de moeite waard om de industrie een kans te geven.”
Yekutieli sluit af: “Ik zou elke onderzoeker aanraden om een tijdje in de industrie te werken, of op zijn minst beide te combineren. De gewoonten, vaardigheden en connecties die je in de industrie opdoet, kunnen het onderzoek volgens mij aanzienlijk bevorderen.”
Wat was het meest verrassende aan de overstap?
“Wat me het meest verraste bij de overstap van de academische wereld naar de hightech was de snelheid en dynamiek, maar niet alleen daar. Al snel begreep ik dat het uitbrengen van een nieuwe functie geen kleine actie van een klein team is, maar een brede operatie die bijna elk deel van de organisatie omvat”, zegt Lev.
“Een opleidingsfonds”, antwoordt Yekutieli.
