Cơ chế hoạt động của hệ thống nối não người với máy tính

Neuralink của tỷ phú Elon Musk ngoài mục tiêu chữa các căn bệnh về thần kinh, còn nung nấu tham vọng kết nối con người với trí tuệ nhân tạo.

Được nhắc đến lần đầu trong chuỗi tiểu thuyết khoa học viễn tưởng The Culture của nhà văn người Scotland Iain M. Banks, “ren thần kinh” là một thiết bị được cấy ghép trong bộ não, cho phép nâng sức mạnh thể chất lẫn trí tuệ của con người. Ý tưởng “ren thần kinh” này truyền cảm hứng cho CEO của Tesla và SpaceX để thành lập Neuralink năm 2016, nhằm phát triển các công nghệ liên quan đến giao diện kết nối não – máy tính.

Sau bốn năm nghiên cứu, ngày 28/8, công ty của Musk đã hé lộ khả năng của chip Neuralink bằng một thử nghiệm trên chú lợn có tên Gertrude. Thiết bị trong buổi thử nghiệm chỉ có khả năng đọc, tức nhận là tín hiệu từ não Gertrude khi nó dùng mũi tương tác với đồ vật để tìm kiếm thức ăn xung quanh.

Elon Musk một lần nữa làm công chúng phấn khích với công nghệ Neuralink. Ảnh: Telegraph.

Elon Musk một lần nữa làm công chúng phấn khích với công nghệ Neuralink. Ảnh: Telegraph.

Ở mức độ áp dụng cấy ghép đầu tiên, chip hoạt động như một giao diện não – máy tính giúp con người hiểu rõ hơn về các bệnh liên quan đến thần kinh và cách chữa trị chúng.

Với mức độ tích hợp chip sâu hơn trong tương lai, công nghệ này được kỳ vọng giúp con người tăng cường khả năng xử lý của não trước tiến bộ của công nghệ AI. Musk khẳng định, thậm chí trong viễn cảnh tươi sáng nhất của nhân loại, con người chắc chắn không thể bắt kịp sức mạnh của trí tuệ nhân tạo AI. “Nếu chúng ta không thể đánh bại AI, hãy kết hợp với nó”, CEO SpaceX nói.

Chip sẽ hoạt động như thế nào và được sử dụng để làm gì

Mặc dù chi tiết về dự án còn khan hiếm, vẫn có một số thông tin về cơ chế đằng sau chip Neuralink.

Với kích thước 4 x 4 mm, chip của Neuralink sẽ kết nối với hàng nghìn dây dẫn siêu mỏng được đưa vào não thông qua bốn lỗ khoan trên hộp sọ. Các luồng dây chứa điện cực này được “khâu” trực tiếp với chip nhằm tiếp nhận tín hiệu điện từ các tế bào thần kinh biểu thị hoạt động trong não.

Neuralink đã phát triển robot phẫu thuật thần kinh bằng laser với độ chính xác cao để làm điều này. Các cách tay robot bề ngoài nhìn có vẻ to lớn và nặng nề, nhưng chúng có thể chèn tới 6 dây dẫn với 192 điện cực vào bề mặt não mỗi phút với độ chính xác đạt tới cỡ phần nghìn milimet – điều mà không một bác sĩ phẫu thuật nào hiện có thể làm được.

Điện cực và các dây dẫn tạo ra một giao diện não – máy tính để truyền tín hiệu điện từ ngoài vào não bộ. Nguyên lý là nếu có thể kích thích đúng vùng não bằng các tín hiệu điện giống với điện sinh mà các tế bào thần kinh vẫn dùng để giao tiếp, khi đó các nhà nghiên cứu có thể truyền trực tiếp thông tin vào não mà không cần thông qua bất kỳ giác quan nào.

Một đầu vi kim phẫu thuật đang gắn dây dẫn lên bề mặt não. Ảnh: Neuralink.

Một đầu vi kim phẫu thuật đang gắn dây dẫn lên bề mặt não. Ảnh:Neuralink.

Trong lĩnh vực y khoa, các phiên bản đầu tiên của Neuralink đã giúp bệnh nhân bị liệt có thể điều khiển điện thoại thông minh. Các phiên bản cải tiến hơn sẽ có khả năng mô phỏng não sâu nhằm điều trị bệnh Parkinson.

Bên cạnh ứng dụng chữa bệnh về thần kinh, mục tiêu của Musk còn là nâng cao sức mạnh trí tuệ của con người bằng cách cấy ghép chip. Neuralink làm điều này bằng cách kết hợp cộng sinh bộ não người với một AI, được sử dụng như một lớp nhận thức thứ ba tăng cường cho vỏ não và hệ viền trong não người. Một chip có khả năng kết nối với vùng não thị giác có thể giúp con người nhìn thấy cả các bước sóng từng vô hình dưới thị giác. Tương tự, một chip kết nối vào vùng não phụ trách khả năng tư duy, lập luận có thể giúp suy nghĩ nhanh và chính xác hơn

Một số nhà khoa học tỏ ra lạc quan về triển vọng của Neuralink. Giáo sư Paul Matthews tại Đại học Imperial College London tin rằng những thách thức trong việc hiểu các tín hiệu não có thể được vượt qua bằng các giải pháp kỹ thuật Musk đang tập trung làm.

Ông nói: “Nếu dùng một mạng lưới điện cực để ghi nhận tín hiệu từ hàng trăm tế bào thần kinh cùng lúc, việc hiểu cách chúng giao tiếp với nhau thực sự là một trở ngại. Nhưng giờ nếu hạ xuống một hoặc chỉ một vài tế bào, việc giải mã sẽ trở nên dễ dàng hơn rất nhiều”.

Tuy nhiên, Neuralink của Musk không phải công ty đầu tiên nghiên cứu lĩnh vực giao diện não – máy tính. Trước đó, BrainGate, một tổ chức được thành lập bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ các trường đại học hàng đầu ở Mỹ, cũng đã thực hiện các thử nghiệm lâm sàng với tham vọng tương tự.

Bằng cách cấy chip vào não, công nghệ của BrainGate có thể khôi phục khả năng giao tiếp và vận động ở những người bị rối loạn thần kinh, chẳng hạn bệnh thần kinh vận động hoặc những người bị chấn thương.

Trong một thử nghiệm, các vi điện cực của chip đã giải mã thành công các tín hiệu thần kinh trong thời gian thực của những người bị liệt bàn tay và cánh tay, cho phép họ điều khiển con trỏ trên màn hình máy tính “bằng cách suy nghĩ về chuyển động của nó”.

Một dự án tương tự cũng đang được phát triển bởi công tyKernel, California. Công ty này tin rằng công nghệ không xâm lấn, sử dụng một chiếc mũ để scan bộ não, sẽ mở ra cánh cửa cho nhiều ứng dụng khác, bởi dữ liệu về hoạt động của não bộ có thể hữu ích khi theo dõi nhịp tim, huyết áp và lượng đường trong máu.

Khả năng thành công với con người còn để ngỏ

Hàng loạt nghiên cứu và thí nghiệm trong lĩnh vực giao diện não – máy tính đã chứng minh tầm nhìn của dự án Neuralink không hề viển vông. Tuy nhiên, không phải ai cũng bị thuyết phục về khả năng thành công của dự án này. Giáo sư David Curtis thuộc Viện khoa học sinh học của UCL không thấy nhiều ứng dụng từ loại mô phỏng não sâu mà Neuralink cung cấp, đặc biệt trong việc điều trị những bệnh như rối loạn ám ảnh cưỡng chế.

Vậy còn tham vọng nâng cấp khả năng trí tuệ của con người thì sao? Điều này còn phức tạp hơn. Giáo sư Curtis giải thích, để đạt được ngưỡng này, bất kỳ công nghệ tương lai nào cũng phải phân tích được hoạt động của từng tế bào thần kinh riêng lẻ trong não cũng như có khả năng theo dõi vô số liên kết giữa các tế bào thần kinh này.

Mặc dù các điện cực về mặt lý thuyết đang ngày càng tiến gần tới ngưỡng này, để áp dụng nó vào thực tế vẫn cần nhiều đầu tư nghiên cứu. “Việc có thể dùng suy nghĩ để điều khiển điện thoại hay ôtô ở hiện tại vẫn còn khá hư cấu”, Curtis nhận định.

Một số nhân viên từng làm việc tại Neuralink cũng nghi ngờ khả năng thành công của dự án này bởi công ty đang “đốt cháy giai đoạn” khi nghiên cứu công nghệ hiện đại nhất hiện nay. Một nhân viên giấu tên kể rằng các nhà khoa học của Neuralink từng cố gắng luồn hàng nghìn điện cực vào não của một con cừu trong một quy trình phẫu thuật nhưng thất bại. Neuralink cho biết một số thông tin là không chính xác.

Ngoài việc bị cản trở về mặt khoa học kỹ thuật, các quy định của Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ cũng sẽ khiến Neuralink khó có khả năng thương mại hóa của sản phẩm trong tương lai gần. Musk thừa nhận: “Tất cả đang diễn ra khá chậm, công nghệ này không thể hoàn thiện trong vài năm. Neuralink rồi sẽ có thể tăng cường sức mạnh cho con người. Dù rất lâu nữa nhưng nó sẽ thành sự thật”. Trong khi đó, công nghệ của Neuralink cũng đang bị quân đội Mỹ giám sát kỹ lưỡng vì nguy cơ có thể tạo ra các “vũ khí sống”.

Tuy nhiên, bất cứ khả năng nào cũng có thể xảy ra khi Musk tham gia lãnh đạo dự án đầy tiềm năng này.

Đăng Thiên (theo Telegraph)

Nguồn : vnexpress.net