Bộ não con người được cho là cấu trúc sinh học phức tạp nhất từng tồn tại - ít nhất là cho đến thời điểm này và trong vũ trụ mà chúng ta biết. Để giúp chúng ta giải mã và hiểu được sự phức tạp vô cùng ấy, các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học thần kinh đang đi tiên phong trên con đường của họ.
Gần đây, họ đã có được một bước tiến đáng kể khi tái tạo thành công một bản đồ chức năng chứa 85 tỷ tế bào thần kinh và hơn 100 nghìn tỷ kết nối giữa chúng. Để giúp bạn có được hình dung về con số, toàn bộ thiên hà Milky Way mà chúng ta đang sống mới có 400 tỷ ngôi sao.
Và không chỉ trên lý thuyết, lĩnh vực khoa học thần kinh còn đang tiến rất nhanh trên con đường ứng dụng. Điển hình là dự án Neuralink của tỷ phú Elon Musk - công ty khởi nghiệp được thành lập từ năm 2016 ở Thung lũng Silicon với sứ mệnh cấy chip vào não người để thiết lập một giao diện não – máy tính (Brain-Computer Interface).
Neuralink tuyên bố các ứng dụng mà công nghệ của họ tạo ra là vô biên, từ việc đọc suy nghĩ của con người, chuyển ý nghĩ thành văn bản, giúp người liệt điều khiển máy tính hoặc thậm chí cánh tay robot.
Elon Musk còn mở ra một viễn cảnh khi những con chip cấy vào não một ngày nào đó cho phép loài người tiến hóa đến độ cộng sinh được với trí tuệ nhân tạo.
Những ứng dụng của Neuralink còn sâu và rộng đến nỗi vị tỷ phú không ngần ngại tuyên bố, con chip mà công ty ông đang phát triển "chắc chắn" sẽ chữa khỏi chứng ù tai. Và trong khi bạn nghĩ thật buồn cười khi so sánh một thứ gì đó nhỏ nhặt như chứng ù tai với viễn cảnh cộng sinh với trí tuệ nhân tạo, bạn đã nhầm.
Ù tai hiện là một chứng bệnh kinh niên đang ảnh hưởng tới hàng tỷ người trên thế giới và y học cũng không có cách chữa trị. Mọi thứ đều xuất phát từ chỗ chúng ta chưa hiểu hết sự phức tạp của não bộ: Đâu là nơi mà những âm thanh ù ù, the thé được chính não bộ tạo ra như một ảo giác, dù tai chúng ta thì không hề nghe thấy chúng?
Đầu tiên hãy nói về con chip của Neuralink
Đó là một thiết bị được đặt tên là "Link", có kích thước nhỏ chỉ bằng một đồng xu. Trên đó có tổng cộng 3.072 điện cực được nối với các dây dẫn siêu nhỏ, mỗi sợi chỉ mỏng khoảng 5-6 nm, nghĩa là bằng 1/20 lần đường kính sợi tóc người.
Trong ca cấy ghép Link vào não người, các sợi điện cực sẽ được "khâu" thẳng vào bề mặt não bằng một robot phẫu thuật tiên tiến mà chính Neuralink đang phát triển. Cánh tay robot này có thể hoạt động chính xác đến mức nó khử được cả những rung động tinh tế, truyền từ tim của bệnh nhân đang đập lên não, hoặc từ nhịp thở ở lồng ngực của họ.
Trong các tuyên bố của mình, Elon Musk cho biết cánh tay robot phẫu thuật của Neuralink sẽ giúp việc cấy chip vào não bộ trở nên đơn giản và dễ dàng, giống như khi bạn đi phẫu thuật mắt chữa cận thị.
Bây giờ, một khi bệnh nhân đã được cấy Link vào não bộ, con chip sẽ làm nhiệm vụ thu nhận các tín hiệu điện phát ra từ vỏ não, sau đó chuyển các gói tín hiệu này ra một máy tính bên ngoài bằng kết nối Bluetooth.
Máy tính sẽ giải mã các tín hiệu trong não người bệnh. Tùy mục đích và vị trí mà Link được cấy vào, các tín hiệu này sẽ được dùng để điều khiển con trỏ chuột, gõ văn bản hoặc điều khiển một cánh tay robot.
Thiết bị Link và cánh tay robot mà Neuralink đang phát triển.
Ngược lại, bởi Link là một giao diện não-máy tính, nó cũng có thể tiếp nhận các tín hiệu được truyền vào từ bên ngoài. Các tín hiệu này về lý thuyết có thể kích thích não bộ theo các mô hình cụ thể.
Ngay lúc này, các công nghệ tương tự như Link đang được sử dụng để điều trị bệnh động kinh, khi các con chip có thể phóng ra tín hiệu điện làm dịu cơn động kinh của người bệnh. Nó cũng đang được dùng cho các bệnh nhân Parkinson, chứng loạn trương lực cơ, rối loạn ám ảnh cưỡng chế (OCD) và cả bệnh trầm cảm.
Trong tương lai, giao tiếp qua lại giữa não bộ, Link và máy tính có thể hiện thực hóa tầm nhìn của Elon Musk, đó là cho phép não bộ và máy tính thực hiện các xử lý thần kinh tương trợ lẫn nhau. Hay nói một cách khác, chúng ta có thể cộng sinh với máy tính, với trí tuệ nhân tạo chạy trên đó.
Nhưng đó hãy còn là chuyện của tương lai, bây giờ, hãy xem Link đã làm được gì?
Chip Link sẽ được "khâu" vào bên trong hộp sọ, bên trên bề mặt vỏ não như thế này.
Các thử nghiệm trên động vật
Năm 2016 Neuralink được thành lập thì đến năm 2018, họ đã chế tạo thành công một nguyên mẫu chip Link và cánh tay robot phẫu thuật, đồng thời sử dụng chúng để gắn con chip vào não chuột.
Thử nghiệm đã trở thành bằng chứng đầu tiên cho thấy ý tưởng của Elon Musk có thể hoạt động.
Đến năm 2020, họ tiến thêm được một bước nữa khi gắn thành công chip Link vào não một con lợn tên là Gertrude. Một buổi trình diễn trực tuyến trong đại dịch COVID-19 cho thấy chip Link có khả năng truyền và thu nhận tín hiệu với máy tính.
Cụ thể, nó đã xác định được đúng vị trí các chi của Gertrude khi con lợn này đang đi bộ trên máy chạy. Con chip cũng ghi lại được nhiều hoạt động thần kinh phức tạp khác, chẳng hạn khi con lợn tìm kiếm thức ăn.
Năm 2021, Neuralink tiếp tục gắn thành công chip Link vào não khỉ và cho phép con khỉ này chơi một phiên bản trò chơi điện tử chỉ bằng suy nghĩ của nó. Con khỉ tên là Pager sẽ phải chiến thắng một trò chơi điện tử giống trò hứng bóng (Pong) để nhận được phần thưởng là sinh tố chuối.
Trong khi bạn nhìn thấy con khỉ cầm cần điều khiển để di chuyển con trỏ trên mình hình, chiếc cần này thực ra đã bị ngắt kết nối với trò chơi. Điều đó có nghĩa là Pager đang chỉ sử dụng suy nghĩ để chơi trò chơi điện tử đó.
Suy nghĩ này được truyền từ não vào con chip, rồi từ con chip cấy trong đầu nó ra ngoài máy tính. Sau đó, ý nghĩ của con khỉ đã được trò chơi tiếp nhận xử lý.
Với kết quả này, Elon Musk tự tin khẳng định một lần nữa rằng con chip của Neuralink đã có thể giúp khỉ điều khiển máy tính chỉ bằng suy nghĩ. Đây cũng là tiền đề để Neuralink xin Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cho thử nghiệm con chip trên người vào năm nay, 2022.
Con khỉ Pager sử dụng ý nghĩ để chơi game
Tuyên bố của Elon Musk và khả năng chữa chứng ù tai của Link
Nó được vị tỷ phú đưa ra trong một bài viết mới đây trên Twitter, khi một người có tài khoản JamesWLaw đã hỏi "Liệu có cơ hội nào [mà Neuralink] có thể chữa khỏi chứng ù tai hay không?".
Elon Musk đã trả lời: "Chắc chắn. Có thể là chưa đầy 5 năm nữa, khi những phiên bản Neuralink hiện tại đã là những thiết bị đọc/ghi thần kinh bán mở rộng với cỡ 1.000 điện cực và chứng ù tai thì chỉ cần ít hơn 1.000 điện cực rất nhiều.
Số lượng điện cực trên các thế hệ Neuralink tiếp theo sẽ được gia tăng theo cấp số nhân". Tài khoản Twitter chính thức của Neuralink cũng xác nhận, đó có thể là từ 10.000 -100.000 điện cực.
Nhưng tại sao một thiết bị như chip Link lại chữa được chứng ù tai. Trên thực tế, chúng ta phải quay trở lại tìm hiểu nguyên nhân tại sao cứ 10 người trên thế giới thì lại có 1 người nghe thấy những tiếng ù ảo giác trong đầu mình.
Chứng ù tai xuất hiện khi các lông cảm nhận âm thanh trong ốc tai bị tổn thương, dẫn đến não phải tăng độ nhạy trong việc bắt âm thanh.
Đại học Y Harvard định nghĩa chứng ù tai là bất kể âm thanh nào (tiếng ù, tiếng huýt sáo, vo ve, ríu rít, gầm rú hoặc chói…) xuất hiện trong đầu mà không có nguồn vào bên ngoài. Hầu hết mọi người đều đã từng bị ù tai trong thời gian ngắn, ví dụ như khi tiếp xúc với tiếng ồn cực lớn, trong buổi hòa nhạc hoặc ở sân bay.
Nhưng đối với khoảng 15% dân số thế giới, chứng ù tai của họ là mạn tính. Nghĩa là ảo giác về âm thanh xuất hiện trong đầu họ bất cứ lúc nào, nhất là về đêm khi không gian trở nên tĩnh lặng.
Nguyên nhân của chứng ù tai được xác định là từ sự tổn thương của các tế bào lông nhĩ trong ốc tai. Chúng ta biết sóng âm truyền qua ống tai đến tai giữa và tai trong, nơi có các sợi lông rung động, giúp biến đổi sóng âm thanh thành tín hiệu điện, sau đó truyền đến vỏ não thính giác thông qua dây thần kinh thính giác.
Khi các tế bào lông nhĩ bị hư hại - ví dụ như khi tiếp xúc với tiếng ồn lớn - các mạch trong não sẽ không nhận được tín hiệu mà chúng mong đợi. Điều này kích thích các tế bào thần kinh phải tăng độ nhạy của chúng lên, dẫn đến các ảo giác về âm thanh.
Điều này giống như khi bạn dò một kênh FM trên ô tô, nhưng vì sóng của kênh đó quá yếu, bạn phải tăng âm lượng hay độ nhạy lên. Hậu quả là chiếc FM cũng bắt được nhiều tiếng nhiễu và tiếng rè hơn.
Hiện tại y học không có cách nào chữa ù tai, và nó làm suy giảm chất lượng cuộc sống của các bệnh nhân mắc phải.
Mặc dù ù tai không phải tình trạng nguy hiểm hay đe dọa tính mạng, nó khiến những người mắc phải bị suy giảm một phần thính lực, cảm thấy khó chịu, giảm năng suất lao động, có chất lượng giấc ngủ kém, từ đó làm ảnh hưởng tới sức khỏe thể chất và tinh thần tổng thể.
Hiện các nhà khoa học không có cách nào để chữa trị dứt điểm chứng ù tai. Những người bị suy giảm thính lực do ù tai được yêu cầu đeo máy trợ thính, trong khi những người thấy khó chịu với nó được gợi ý nghe tiếng ồn trắng để che lấp đi sự ảnh hưởng của âm thanh ảo giác.
Vậy liệu Neuralink có thể chữa dứt điểm chứng ù tai như Elon Musk tuyên bố hay không? Nếu hãy so sánh nguyên lý của thiết bị Link và nguyên nhân chứng ù tai, câu trả lời có lẽ là có. Chúng có thể khắc phục được lẫn nhau.
Hiện tại, con chip Link đang được kết nối với vỏ não, hay lớp bề mặt bên ngoài não. Đây làn bộ phận não xử lý các tín hiệu đầu vào của các giác quan bao gồm cả thính giác.
Vì vậy, về mặt lý thuyết, Neuralink có thể thu các tín hiệu nhiễu ở vỏ não thính giác và phát ra một tín hiệu ngược để triệt tiêu nó. Điều này cuối cùng sẽ giúp khử tiếng ù ảo trong tai mà bệnh nhân có thể nghe thấy, trả lại cho họ một không gian yên tĩnh và trong trẻo.
Tuy nhiên, câu hỏi lúc này là liệu bạn có sẵn sàng cấy một con chip vào đầu chỉ để khử những tiếng ù trong đầu mình hay không? Hãy nhớ rằng con chip Link được FDA phân loại là thiết bị y tế hạng III, nghĩa là thủ thuật cấy ghép có rủi ro cao nhất.
Một số biến chứng phẫu thuật mà bạn có thể phải đối mặt bao gồm: nhiễm trùng, đau, sưng, nhức đầu, khó tập trung, thậm chí đột quỵ.
Như các thiết bị cấy ghép não khác, Link cũng có thể có tỷ lệ bị hỏng trong đầu bạn, ví dụ như dây điện cực của nó bị ăn mòn. Lúc đó, bạn sẽ cần một cuộc phẫu thuật mới để dọn dẹp bên trong hộp sọ của mình. Chưa kể khi thiết bị hết pin, nó cũng cần một cuộc phẫu thuật lại để thay pin mới.
Trong một số thử nghiệm với động vật được cấy chip Link, nhiều con khỉ đã phải chịu đựng chứng nhiễm trùng mạn tính và thậm chí tử vong. Do đó, dù thiết bị này có tiềm năng to lớn như thế nào đi chăng nữa, nó cũng phải được FDA đánh giá cẩn thận trước khi được cấy ghép lên cho bệnh nhân là con người.
Sau khi được FDA chấp thuận, Neuralink mới tuyển dụng các tình nguyện viên sẵn sàng chấp nhận các rủi ro và tham gia vào thử nghiệm của họ. Dự kiến những con chip Link đầu tiên sẽ được cấy lên bệnh nhân vào năm nay. Vì vậy, chúng ta hãy cùng chờ đợi thử nghiệm này, để xem liệu Elon Musk có tiếp tục đạt được một bước tiến quan trọng nữa với Neuralink hay không?
Tổng hợp