Bộ não gắn chip sẽ thành hiện thực năm 2020?

Mô hình kết nối hệ thống BMI ở người (nguồn từ video livestream của Neuralink)

Công ty Neuralink hoạt động và nghiên cứu âm thầm trong hai năm nay, chỉ trở thành tâm điểm quan tâm của thế giới khi đột nhiên tiến hành một buổi “livestream” những tiến bộ của công nghệ BMI vào ngày 17-7 vừa rồi, trong đó giới thiệu một thiết kế mới đưa những cảm biến và các điện cực vào não, kết nối với những tế bào thần kinh để truyền dữ liệu. 

Max Hodak, chủ tịch Neuralink, tiết lộ công ty sẽ thí nghiệm trên người vào năm 2020 nếu được Cục Thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chấp thuận. Hiện nay mẫu thiết kế mới chỉ được thử nghiệm trên chuột và khỉ.

Dự án Neuralink có mục tiêu cụ thể là để chữa trị những bệnh nhân mắc bệnh về não và chấn thương cột sống, nhưng mục tiêu tối hậu của công ty không chỉ nằm ở các cân nhắc y khoa.

Giấc mơ của Musk ra đời bởi sự tiến bộ về trí tuệ nhân tạo (AI) chưa từng có trong những năm gần đây và tiềm năng nâng cao nhận thức của con người với việc sử dụng siêu trí tuệ mà những người như nhà tương lai học Ray Kurzweil tin rằng đang đến gần.

Trong một cuộc phỏng vấn năm 2018 với Joe Rogan, Musk cho biết Neuralink sẽ làm điều này bằng cách kết hợp cộng sinh bộ não người với một siêu trí thông minh, được sử dụng như một lớp nhận thức thứ ba (tertiary cognition layer) tăng cường cho vỏ não và hệ viền trong não người.

Musk cho rằng con người ngày nay đã có thể được coi là cyborg (người máy sinh học), nhờ phần mở rộng của công nghệ như điện thoại thông minh và máy tính cho phép chúng ta có được kiến thức, chạy các tính toán nhanh hơn, nói chung là mở rộng khả năng trí tuệ.

Tuy nhiên, truyền dữ liệu vẫn là một nút cổ chai lớn trong giao tiếp giữa con người và các thiết bị kỹ thuật số. Mặc dù chúng ta đã phát triển các giao diện từ bàn phím đến chuột và bây giờ là giọng nói để tăng tốc độ truyền dữ liệu, Musk tin rằng chúng ta có thể loại bỏ hoàn toàn nút cổ chai bằng cấy ghép thiết bị vào não để đọc suy nghĩ của chúng ta.

Hệ thống BMI của Neuralink

Hệ thống BMI này cấy vào não các sợi siêu mỏng tổng hợp có chiều rộng 4-6 μm (khoảng 1/4 đường kính tóc người). Những sợi này có các điện cực nhận và chuyển thông tin từ tế bào thần kinh trong não đến các cảm biến chuyên dụng kết nối với thế giới bên ngoài.

Trong các thí nghiệm, các nhà nghiên cứu của Neuralink đã cấy 96 sợi với 32 điện cực mỗi sợi, tức tổng cộng 3.072 điện cực vào não của các loài động vật linh trưởng.

Ngay cả các bác sĩ phẫu thuật có kinh nghiệm cũng thiếu sự khéo léo cần thiết để đưa các sợi mỏng và linh hoạt như vậy vào não, cho nên Neuralink đã phát triển một robot tinh vi bao gồm hộp các mũi khâu, cảm biến vị trí não tiếp xúc lực thấp (low-force contact brain position sensor), môđun ánh sáng, thiết bị giám sát mũi khâu, và nhiều camera.

Robot máy khâu

Robot có thể tự động đưa vào tối đa 6 sợi siêu mỏng với 192 điện cực mỗi phút. Robot cũng được tích hợp với một phần mềm tùy chỉnh nhằm xác định mục tiêu trước khi thực hiện và tránh không để các sợi bị rối. Theo một tài liệu của dự án, robot có tỉ lệ thực hiện việc đưa sợi vào não thành công trung bình là 87,1% (sai số ±12,6%) trong 19 ca thực hiện trên động vật linh trưởng.

Những sợi dây kết nối neuron nhằm ghi nhận các hoạt động của tế bào não sẽ được đi qua bộ khuếch đại tín hiệu, bộ lọc và các tín hiệu ghi nhận được số hóa và kết nối với bộ vi xử lý. Trong 24 tháng qua, các nhà nghiên cứu của Neuralink đã thiết kế một hệ thống gồm đa xử lý (ASIC) với 256 luồng dữ liệu được xử lý.

Hệ thống cảm biến. A: bộ xử lý ASIC có khả năng xử lý 256 luồng dữ liệu; B: các sợi paralyne-c; C: vỏ titan; D: kết nối USB Type-C để cung cấp nguồn điện và truyền dữ liệu

Một thiết bị cảm biến Neuralink được đóng gói hoàn chỉnh gồm các sợi siêu mỏng và 12 bộ xử lý ASIC với 3.072 bộ khuếch đại, tương ứng với 3.072 điện cực, được kết nối với USB-C để truyền dữ liệu. Musk nói rằng một con khỉ được trang bị hệ thống BMI này hiện có thể điều khiển máy tính!

Tuy nhiên, với các hệ thống cảm biến dự định sẽ thử nghiệm trên người, Neuralink đã thiết kế BMI không dây cảm biến N1 có thể kết nối 1.024 điện cực với một thiết bị đeo bên tai.

Neuralink có kế hoạch cấy ghép bốn cảm biến như vậy vào một đối tượng người, ba trong vỏ não vận động và một trong vỏ não cảm giác - xúc giác.

Nhà khoa học cấp cao của Neuralink, Philip Sabes, cho biết hệ thống BMI có thể giải mã các tín hiệu thần kinh được ghi từ vỏ não vận động và một ngày nào đó có thể sử dụng thông tin đó để kích thích não trực tiếp để giúp điều trị các rối loạn thần kinh như bệnh Parkinson, động kinh, rối loạn trương lực cơ...

Neuralink cho rằng trong tương lai, hệ thống BMI có thể được kiểm soát chỉ thông qua một ứng dụng iPhone.

Trong buổi “livestream”, Musk nhấn mạnh mục đích cơ bản của sự kiện này là nhằm tuyển dụng tài năng cho dự án. Neuralink đã huy động được 150 triệu USD và 90 người làm việc cho công ty.

Neuralink có thể trở nên thế nào?

Dưới góc độ phát triển doanh nghiệp, Neuralink có thể lớn hơn Apple hay bất kỳ gã khổng lồ công nghệ nào hiện giờ. Tại sao chúng ta cần một chiếc iPhone hoặc Apple Watch khi đã có tất cả sức mạnh điện toán trong đầu?

Nếu thành công, Neuralink sẽ thay đổi quỹ đạo của sự đổi mới trong tương lai. Những điều trước giờ có vẻ khá sáng tạo và vẫn nằm ngoài tầm với như kính thực tế tăng cường Google Glasses hay Microsoft Hololens giờ bỗng trở nên lỗi thời khi tưởng tượng ra một tương lai với Neuralink.

Nhưng Neuralink có thể vượt xa những điều mới lạ nhất thời hiện giờ. Ngay cả việc thần giao cách cảm, tâm ý tương thông tưởng như chỉ có trong tiểu thuyết giờ không còn xa nữa. Khi đó, các tín hiệu từ não một người được các điện cực tiếp nhận có thể truyền không dây đến các thiết bị điện tử, rồi sang não một người khác. Việc chuyển thông điệp từ người này sang người khác trực tiếp sẽ giống gửi hình ảnh hay tin nhắn qua điện thoại di động hiện giờ.

Thêm một chút liên đới lượng tử (quantum entanglement), và chúng ta có thể thực hiện một cuộc gọi thần giao cách cảm đến các gia đình đang sống trên Hỏa tinh, một dự án tham vọng khác của Musk (đưa người lên sống trên sao Hỏa).

Hiện giờ, công nghệ Neuralink chưa thể tạo ra các câu đầy đủ, bởi số lượng các tế bào thần kinh được kết nối còn nhỏ (1.024 điện cực), nhưng đã có thể chuyển đi vài lệnh cơ bản để điều khiển máy tính, tính năng này có thể cải thiện theo thời gian.

Tốc độ giao tiếp BMI cũng sẽ tốt hơn. Hiện tại, trong giao tiếp giữa người và máy qua bàn phím, tốc độ giao tiếp bị giới hạn ở tốc độ ngón tay di chuyển trên bàn phím QWERTY. Khi sử dụng điện thoại với các phím chạm, ngón tay có thể di chuyển nhanh hơn. Khi nói chuyện trực tiếp, giao tiếp lại càng nhanh hơn nữa so với thao tác nhắn tin bằng tay. Nhưng giao tiếp bằng suy nghĩ là ngay lập tức. Neuralink nhắm tới mục tiêu đó.

Một số lo ngại

Mặc dù có những lợi ích đáng kể, nhưng những lo ngại cũng không hề nhỏ. Ransomware, một loại phần mềm độc hại, khóa các tệp tin trên máy tính và đe dọa xóa dữ liệu đến khi nạn nhân trả tiền chuộc (thường là bằng Bitcoin), là một mối đe dọa nghiêm trọng với các mạng máy tính ngày nay.

Giờ hãy tưởng tượng rằng hacker có thể lợi dụng những lỗi phần mềm và phần cứng để cài virus hay các phần mềm ransomware vào con chip trong não, vốn đã kết nối với cả thế giới bên ngoài, thì đấy là một mối đe dọa ghê gớm với cuộc sống của người - cyborg đó.

Một mối bận tâm khác là khả năng Neuralink không chỉ đọc và phát tín hiệu của chính nó mà có thể làm thay việc cho các tế bào thần kinh. Bộ não rất nhạy cảm, liên tục thay đổi trong suốt đời người để phản ứng với các kích thích khác nhau, bao gồm các hóa chất dẫn truyền và cách các neuron giao tiếp.

Thêm Neuralink vào não có thể làm thay đổi phương trình hóa - lý trong não hay thay đổi cách thức bộ não của chúng ta phát triển. Nó đe dọa sự thay đổi tư duy con người với tư cách là một loài, và có nguy cơ tác động trực tiếp vào tiến hóa.

Không thể phủ nhận Neuralink là một dự án sáng tạo, một dự phóng tương lai vĩ đại nữa của Elon Musk. Như mọi khi, tỉ phú thiên tài này tập trung vào tương lai thay vì những hạn chế công nghệ hiện nay.

Điều đó mở ra những tiềm năng mạnh mẽ của công nghệ thay đổi cuộc sống và vận mệnh nhân loại. Nhiều người háo hức tưởng tượng nhiều hơn về những lợi ích và thách thức mà dự án Neuralink sẽ mang lại cho tương lai con người.

Nhưng nếu được hỏi có sẵn sàng thử nghiệm nó tại thời điểm này không, thì câu trả lời của nhiều người ắt là từ chối, dù câu trả lời đó có thể sẽ (buộc phải) thay đổi trong tương lai.■