Não nhân tạo đầu tiên trên thế giới

Mô hình cấy ghép não nhân tạo.

Một bộ phận não giả đầu tiên trên thế giới được gọi là vùng nhớ hippocampus nhân tạo đang được thử nghiệm tại California, Mỹ. Nếu thành công, sản phẩm này có thể được sử dụng để chữa trị cho những bệnh nhân bị tổn thương não do chứng đột quỵ, động kinh hay căn bệnh Alzheimer.

Không giống như các thiết bị cấy ghép ốc tai điện tử khác chỉ đơn thuần tạo ra những xung động kích thích lên não, chip silicon được cấy ghép này sẽ đảm nhiệm hoàn toàn các chức năng của phần não Hippocampus ở người đã bị phá hủy vì một lý do nào đó.

Trước hết, não nhân tạo sẽ được thí nghiệm trên các mô não của chuột, rồi sau đó mới đến các sinh vật sống khác và người. Đây chỉ là những thành công đầu tiên trong công trình chế tạo một bộ não nhân tạo hoàn chỉnh. Sở dĩ các nhà khoa học đã chọn vùng nhớ hippocampus (hay còn gọi là vùng não chân hải mã, có chức năng kiểm soát trí nhớ, tính cách và ý thức của con người), vì “nếu bạn không thể làm điều đó với vùng hippocampus thì bạn không thể thay thế bất cứ bộ phận nào của não bộ”, người đứng đầu nhóm nghiên cứu chế tạo não nhân tạo của Đại học Nam California tại Los Angeles - ông Theodore Berger nói. Nhiệm vụ của hippocampus là mã hoá những trải nghiệm mà con người từng gặp rồi lưu trữ chúng dưới dạng ký ức dài hạn ở một nơi nào đó trong não.

Quá trình thiết kế não nhân tạo gồm 3 công đoạn chính. Trước hết, các nhà nghiên cứu lập một mô hình toán học mô phỏng hoạt động của hippocampus trong mọi tình huống có thể xảy ra. Sau đó đưa mô hình này vào trong một chip silicon. Và cuối cùng kết nối chip với não bộ.

Hiện nay vẫn chưa ai tìm hiểu được quá trình mã hoá thông tin của hippocampus diễn ra như thế nào. Do đó, để thiết lập được mô hình toán học, nhóm nghiên cứu này mới chỉ thực hiện sao chép lại toàn bộ hành vi của hippocampus vào chip trên. Họ sử dụng tín hiệu điện kích thích hàng loạt lát cắt của vùng não hippocampus ở chuột lặp đi lặp lại nhiều lần. Từ đó tìm ra một cách chính xác tín hiệu ra tương ứng với mỗi tín hiệu điện nhận được ở đầu vào. Kết hợp thông tin trên tất cả những lát cắt đó với nhau sẽ cho ra một mô hình toán học khá chính xác mô phỏng hoạt động của toàn bộ hippocampus. Bước tiếp theo, họ lập trình mô hình này lên một chip điện tử. Chip điện tử này có thể đặt trực tiếp ngay bên trong não bộ, song theo như các nhà khoa học khuyến cáo thì nên gắn nó lên phần sọ của bệnh nhân để an toàn hơn. Nó giao tiếp với não bộ thông qua hai dãy điện cực được đặt tại hai đầu của vùng não bị tổn thương. Một dãy sẽ thu nhận các xung điện đến từ não bộ, trong khi dãy còn lại sẽ gửi những tín hiệu ra tương ứng (cũng là những xung điện) quay trở lại não bộ.

Berger và cộng sự đã phải mất gần 10 năm để phát triển dự án chế tạo chip này. Hiện tại, các nhà khoa học mới chỉ tiến hành thí nghiệm trên các mô não sống của chuột được giữ trong dung dịch não tuỷ sống (một loại chất lỏng bảo vệ bao quanh não bộ và tuỷ sống trong cơ thể sinh vật).

Nếu thử nghiệm này thành công, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục kiểm tra não nhân tạo trực tiếp trên chuột sống trong khoảng 6 tháng. Kế tiếp là những con khỉ đã được huấn luyện với khả năng ghi nhớ những hành vi vừa học được. Các nhà khoa học sẽ làm ngừng hoạt động của một phần nào đó trên vùng hippocampus của các con khỉ và sử dụng chip thay vào đó. Song, để có thể tiến hành cấy thử nghiệm não giả cho người, các nhà khoa học còn phải chứng minh một cách rõ ràng và dứt khoát tính an toàn của công nghệ hay nhưng còn quá mới mẻ này.

Khoa học và Đời sống (theo NewScientist)