 |
Một cơ quan não phát triển với cốc quang học thô sơ. |
Các nhà khoa học đã gợi ý rằng "những bộ não nhỏ" được phát triển trong phòng thí nghiệm một ngày nào đó có thể được liên kết với nhau để hoạt động như những máy tính sinh học mạnh mẽ và hiệu quả.
Trong một đề xuất được công bố vào ngày 28/2 trên tạp chí Frontiers in Science, một nhóm các nhà nghiên cứu đa ngành đã vạch ra kế hoạch biến đổi các khối tế bào não người 3D, được gọi là các cơ quan não, thành phần cứng sinh học có khả năng thực hiện các nhiệm vụ tính toán nâng cao.
"Mặc dù máy tính dựa trên silicon chắc chắn tốt hơn với digital, nhưng bộ não lại học tốt hơn", tác giả tương ứng John Hartung, giáo sư vi sinh tại Đại học John Hopkins, cho biết. Ví dụ: AlphaGo — AI đã đánh bại kỳ thủ cờ vây hàng đầu thế giới năm 2017 — đã được đào tạo dựa trên dữ liệu từ 160.000 ván cờ. Một người sẽ phải chơi 5 giờ mỗi ngày trong hơn 175 năm để trải nghiệm nhiều ván cờ này.
Các cơ quan não là các cụm tế bào gốc nhỏ, nằm trong đĩa thí nghiệm đã được ghép thành các cấu trúc 3D bắt chước cấu trúc và chức năng của não người, nhưng đơn giản hơn. Được sản xuất lần đầu tiên vào năm 2013 để điều tra chứng đầu nhỏ, một tình trạng mà đầu của trẻ sơ sinh nhỏ hơn nhiều so với mức trung bình, các đốm màu não kể từ đó đã được sử dụng để nghiên cứu các bệnh như Alzheimer, Parkinson và Zika và để sửa chữa não chuột bị thương bằng các mảnh ghép được đặt đúng vị trí .
Vì các cơ quan chia sẻ nhiều loại tế bào cho phép bộ não của chúng ta thu thập và lưu trữ thông tin, các nhà nghiên cứu cho biết, các đốm màu não đặc biệt phù hợp với các nhiệm vụ tính toán đòi hỏi chúng phải học nhanh và không tốn nhiều năng lượng, trước khi lưu trữ thông tin trong kết nối nơ-ron nhỏ gọn.
Hartung cho biết thêm: "Bộ não có khả năng lưu trữ thông tin đáng kinh ngạc , ước tính khoảng 2.500TB [terabyte]. Chúng tôi đang đạt đến giới hạn vật lý của máy tính silicon vì chúng tôi không thể đóng gói nhiều bóng bán dẫn hơn vào một con chip nhỏ. Nhưng bộ não được kết nối hoàn toàn khác. Với khoảng 100 tỷ tế bào thần kinh được liên kết thông qua hơn 1.015 điểm kết nối. Đó là một sự khác biệt lớn về sức mạnh so với công nghệ hiện tại của chúng tôi".
Để xây dựng các máy tính sinh học mà họ hình dung, các nhà nghiên cứu đã viết rằng, họ đang điều chỉnh các công cụ từ kỹ thuật sinh học để kích thích và ghi lại hoạt động thần kinh trong các cơ quan não. Điều này sẽ không chỉ cho phép chúng gửi và nhận thông tin từ các cơ quan riêng lẻ mà còn kết nối chúng lại với nhau, tạo ra các mạng lưới phức tạp gồm các khối não có thể hỗ trợ các tính toán mạnh mẽ hơn.
Tuy nhiên, để xây dựng máy tính sinh học phức tạp, trước tiên các nhà nghiên cứu sẽ phải vượt qua là vấn đề đạo đức, các tác giả báo cáo thừa nhận. Cho đến nay, ý nghĩa đạo đức của việc xây dựng các mô phỏng nhỏ bé của bộ não con người đã bị hạn chế bởi thực tế các cơ quan não điển hình chứa một số lượng nhỏ các tế bào có khả năng tính toán hạn chế. Nhưng để phát triển các chất hữu cơ phù hợp với máy tính, các nhà khoa học cho biết họ sẽ cần tăng quy mô của chúng từ 50.000 tế bào thần kinh lên 10 triệu.
Các nhà khoa học tin rằng khi khả năng tính toán sẽ phát triển, các cơ quan được kết nối, mặc dù không đạt được khả năng nhận thức hoàn toàn, nhưng sẽ có khả năng đạt được một số dạng trí thông minh. Điều này đặt ra câu hỏi về ý thức là gì và liệu những chất hữu cơ này có bao giờ được ghi nhận.
Khả năng nhận thức của máy tính sinh học
Đồng tác giả Alysson Muotri, nhà thần kinh học tại Đại học California, San Diego,Mỹ, cho biết: “Cho đến hôm nay, chúng ta biết rằng các chất hữu cơ này có thể bắt chước hành vi dao động thần kinh phát triển vỏ não” – có nghĩa là sóng não – “của một đứa trẻ sinh non đến giai đoạn sau sinh. Hơn nữa, chúng tôi cũng biết rằng khi gây mê, những dao động này sẽ biến mất, tương tự như não người."
Muotri cho biết thêm: “Để xác định điều này trong một phổ ý thức, chúng tôi đang thực hiện một số kích thích để thu thập PCI (chỉ số phức tạp nhiễu loạn), một chỉ số phức tạp được một số người sử dụng để đo phổ ý thức cuối cùng trên các cơ quan này”.
Nhưng việc đo lường trí thông minh này nếu hoặc khi nó phát sinh có thể sẽ khó khăn. Hank Greely, giáo sư luật và di truyền học, khoa học sinh học tại Đại học Stanford, Mỹ, người chuyên về các vấn đề đạo đức, pháp lý và xã hội phát sinh từ những tiến bộ trong khoa học xã hội, cho biết rất có thể một ngày nào đó có thể tạo ra một cơ quan thần kinh của con người, nhưng ngay cả khi đó chúng ta cũng chỉ có kiến thức rất hạn chế về những gì tạo ra ý thức hoặc trí thông minh trong bộ não của chính chúng ta.
Nói rộng hơn, nhóm sẽ tham khảo ý kiến của các nhóm nhà khoa học, nhà đạo đức học và các thành viên của công chúng để đánh giá bất kỳ câu hỏi đạo đức nào phát sinh khi nghiên cứu của họ phát triển.
